作为新的在生理学上可用于硝酰基供体的N-羟基磺酰胺衍生物
相关申请的交互参考
本申请要求于2007年9月26日提交的发明名称为“作为新的在生理学上可用于硝酰基供体的N-羟基磺酰胺衍生物”的美国临时专利申请序列号60/995,636的优先权，该专利申请以其全部内容并入本文作为参考。
关于联邦赞助研发的声明
本发明的部分内容在国家科学基金会许可号CHE-0518406下由政府资助完成。因此，政府在本发明中可以拥有部分权利。
发明背景
心力衰竭概述
充血性心衰(CHF)通常为进行性、危害生命的病症，其中心肌收缩被抑制使得心脏无法泵出返回的足够的血液，也称为代偿失调。症状包括呼吸暂停、疲劳、虚弱、腿部肿胀和运动不耐性。进行体检时，心力衰竭患者通常心率和呼吸频率升高(肺流动性指标)、水肿、颈静脉扩张和心脏变大。CHF最常见的原因为动脉粥样硬化，它导致向心肌提供血流的冠状动脉阻塞。最终，此类阻塞可能导致心肌梗塞，随后导致心功能降低并且引发心力衰竭。CHF的其它原因包括瓣膜心脏病、高血压、心脏病毒感染、酗酒和糖尿病。某些CHF病例没有明显的病因并且称为特发性的。CHF对患有该疾病的患者的影响可能是致命的。
有多种类型的CHF。两种类型的CHF可以根据心脏泵血循环哪一个阶段更受影响来确定。当心脏收缩功能降低时发生收缩期心力衰竭。心脏没有足够的力量将足够量的血液泵送到循环中，导致左心室射血分数降低。肺充血是收缩期心力衰竭的典型症状。舒张期心力衰竭是指心脏在收缩期之间不能松弛并且无法使得足够的血液进入心室。需要较高的充盈压力以维持心输出量，但是通过左心室射血分数测定的收缩性通常为正常的。腹部和腿部的肿胀(水肿)为舒张期心力衰竭的典型症状。心力衰竭个体通常会患有一定程度的收缩期心力衰竭和舒张期心力衰竭。
CHF也可以根据其严重程度分类。纽约心脏协会将CHF分为四类：I类没有明显症状，身体活动不受限制；II类在正常活动期间或之后会产生某些症状，轻度身体活动限制；III类在低于正常活动下就会产生症状，中度至显著的身体活动限制；以及IV类在休息时就有显著的症状，严重至全部身体活动限制。当患有该疾病时，个体通常会逐渐经历以上阶段。
尽管CHF通常被认为是慢性、渐进性病症，但是，它也可能突然发作。该类型的CHF被称为急性CHF，并且它是医学急症。急性CHF可以由急性心肌损伤引发，所述损伤影响心肌性能(例如心肌梗塞)或者影响瓣膜/心室完整性(例如二尖瓣回流或心室隔膜破裂)，它使得左心室压力和舒张压急性升高，导致肺水肿和呼吸困难。
用于CHF的常规治疗药物包括血管扩张药(扩张血管的药物)、正性肌力药物(增强心脏收缩能力的药物)和利尿剂(减少体液的药物)。另外，β-拮抗剂(拮抗β-肾上腺素能受体的药物)已经成为治疗轻度至中度心力衰竭的标准药物。Lowes等人，Clin.Cardiol.，23：III11-6(2000)。
正性肌力药物包括β-肾上腺素能激动剂，例如多巴胺、多巴酚丁胺、多培沙明和异丙基肾上腺素。但是，β-激动剂的应用可能引发并发症，例如心律失常发生和心脏需氧量增加。另外，这些药物对心肌收缩所产生的初期短暂的改善随后紧跟的是主要由于猝死率提高而导致的死亡率的突然增加。Katz，HEART FAILURE：PATHOPHYSIOLOGY，MOLECULARBIOLOGY AND CLINICAL MANAGEMENT(心力衰竭：病理生理学、分子生物学和临床治疗)，Lippincott，Williams & Wilkins(1999)。
β-拮抗剂拮抗β-肾上腺素能受体的功能。除了最初在心力衰竭中产生治疗作用外，在临床试验中发现它们能够明显降低死亡率和发病率。Bouzamondo等人，Fundam.Clin.Pharmacol.，15：95-109(2001)。因此，它们已经成为心力衰竭的确立的治疗方法。但是，即使在β-拮抗剂治疗下有所改善的个体也可能随后会代谢失调并且需要采用正性肌力药物进行急性治疗。不幸的是，从它们的名称可以看出，β-拮抗剂阻断了用于急症治疗中心使用的正性肌力β-激动剂的作用机理。Bristow等人，J.Card.Fail.，7：8-12(2001)。
血管扩张药，例如硝酸甘油，长期被用于治疗心力衰竭。但是，硝酸甘油治疗作用的机理直到上世纪末发现了硝酸甘油的有益作用是由于一氧化氮分子(NO)产生的才得以明确。在某些心力衰竭个体中，一氧化氮供体与正性肌力药物组合施用，两者共同引起血管舒张并且增强心肌收缩。但是，该组合施用可能损害正性肌力治疗药物的效果。例如，Hart等人，Am.J.Physiol Heart Circ.Pyhsiol.，281：146-54(2001)中报道，一氧化氮供体硝普钠与正性肌力β-肾上腺素能激动剂多巴酚丁胺组合施用损害了多巴酚丁胺的正性肌力作用。Hare等人，Circulation，92：2198-203(1995)中也公开了一氧化氮对多巴酚丁胺疗效的抑制作用。
如美国专利号6,936,639中描述的，在生理学条件下提供硝酰基(HNO)的化合物具有正性肌力作用和松弛作用，并且相对于现行疗法，它们对有病的心脏具有明显的优势。由于它们同时存在的正性肌力/松弛作用和减负作用，硝酰基供体被认为有助于治疗其特征在于高抗性负荷和收缩特性较差的心血管疾病。特别的是，据报道硝酰基供体化合物可以用于治疗心力衰竭，包括接受β-拮抗剂治疗的个体的心力衰竭。
局部缺血的概述
局部缺血为特征在于血液向组织中的供应中断或不足的病症，它导致受影响的组织中缺氧。心肌局部缺血为由于一个或多个冠状动脉的阻塞或收缩而导致的病症，例如可以由于动脉粥样硬化斑块阻塞或破裂而发生。该阻塞或收缩引起非灌注组织的缺氧，可能会导致组织损伤。另外，当用随后的组织再充氧进行再灌注时，当血液能够再次流过时或者组织对氧的需求减弱时，氧化性应激可能导致其它损伤。
局部缺血/再灌注损伤指的是由于缺氧以及随后的再充氧而导致的组织损伤。在患有该病症的个体中局部缺血/再灌注损伤的作用可能是致命的，特别是当损伤发生在重要器官、例如心脏或脑中时。
因此，能够有效预防或保护免于局部缺血/再灌注损伤的化合物和组合物将是有用的药物。化合物例如硝酸甘油一直长期用于帮助控制血管紧张并且保护免于心肌局部缺血/再灌注损伤。已经发现硝酸甘油的有益作用得益于一氧化氮分子。该发现提高了对一氧化氮医学用途以及相关品类例如硝酰基研发的兴趣。如美国专利申请序列号10/463,084(美国公开号2004/0038947)中报道，在局部缺血之前施用在生理学条件下提供硝酰基的化合物能够减弱组织(例如心肌组织)的局部缺血/再灌注损伤。鉴于先前关于硝酰基增加局部缺血/再灌注损伤的报道，该有益作用被报道为令人惊奇的结果(参见Ma等人，“Opposite effects of nitric oxide and nitroxyl onpostischemic myocardial injury(一氧化氮和硝酰基对局部缺血后心肌损伤的相反作用)”，Proc.Nat’l Acad.Sci.，96(25)：14617-14622(1999)，它报道将Angeli氏盐(一种生理学条件下的硝酰基供体)在局部缺血期间和再灌注前5分钟施用于麻醉的兔能够增加心肌局部缺血/再灌注损伤；以及Takahira等人，“Dexamethasone Attenuates Neutrophil Infiltration in the RatKidney in Ischemia/Reperfusion Injury：the Possible Role of Nitroxyl(地塞米松减弱嗜中性粒细胞在局部缺血/再灌注损伤大鼠肾脏中的浸润：硝酰基的可能的作用)”Free Radical Biology & Medicine，31(6)：809-815(2001)报道将Angeli氏盐在局部缺血期间和再灌注前5分钟施用于大鼠肾脏组织有助于嗜中性粒细胞向组织的浸润，它被认为能够调节局部缺血/再灌注损伤)。特别的是，据报道局部缺血前施用Angeli氏盐和异丙基胺/NO能够预防或减轻局部缺血/再灌注损伤。
硝酰基供体的概述
到目前为止，对HNO的生物学作用的绝大多数研究一直应用供体二氧代三硝酸钠(“Angeli氏盐”或“AS”)。但是，AS的化学稳定性使其不适合作为治疗剂。N-羟基苯磺酰胺(“Piloty氏酸”或“PA”)先前已经显示其在较高的pH(＞9)下为硝酰基供体(Bonner，F.T.；Ko，Y；Inorg.Chem.1992，31，2514-2519)。但是，在生理学条件下，PA为通过氧化途径的一氧化氮供体(Zamora，R.；Grzesiok，A.；Weber，H.；Feelisch，M；Biochem.J.1995，312，333-339)。因此，AS和PA的生理学作用并不相同，因为AS在生理学条件下为硝酰基供体，而PA在生理学条件下为一氧化氮供体。
尽管美国专利号6,936,639和美国公开号2004/0038947描述了作为提供硝酰基的化合物的PA并且指出其它磺基异羟肟酸及其衍生物也可以用作硝酰基供体，但是实际上PA在生理学条件下并不能提供显著量的硝酰基(参见Zamora，同上)。
多个取代的N-羟基苯磺酰胺已经被报道可以作为碳酸酐酶抑制剂，但是没有提及它们能够产生HNO(参见(a)Mincione，F.；Menabuoni，L.；Briganti.，F；Mincione，G.；Scozzafava，A.；Supuran，CT；J.EnzymeInhibition 1998，13，267-284和(b)Scozzafava，A.；Supuran，C.T.；J.Med.Chem.2000，43，3677-3687)。
N-羟基磺酰胺衍生物作为新的生理学上有用的硝酰基供体也在2007年3月16日提交的PCT申请号PCT/US2007/006710中有描述。但是，本文描述的式(I)化合物没有被至少一个羧基、羧基酯、酰基氨基或磺酰基氨基取代并且本文描述的式(II)或(III)化合物没有被至少一个羰基氨基或磺酰基氨基取代。
有意义的医学需要
尽管一直在努力研发新的治疗疾病和病症例如心力衰竭和局部缺血/再灌注损伤的治疗方法，仍然对能够治疗或预防这些及相关的疾病或病症的发作或恶化的另外的或可代替的化合物存在巨大的兴趣和需求。特别的是，仍然存在对可代替的或另外的可以用于治疗对硝酰基治疗响应的疾病或病症的治疗方法的有意义的医学需求。因此，发现在生理学条件下提供硝酰基的新的化合物以及应用在生理学条件下提供硝酰基的化合物的方法可以作为用于治疗、预防和/或延缓对硝酰基治疗响应的疾病或病症的发作和/或发展的治疗方法，所述疾病或病症包括心脏病和局部缺血/再灌注损伤。优选的是，治疗剂可以改善患有所述疾病或病症的患者的生活质量和/或延长其生存期。
发明概述
本发明描述了用于治疗和/或预防对硝酰基治疗响应的疾病或病症的发作或发展的方法、化合物和组合物。本发明还描述了在生理学条件下提供硝酰基的芳族和非芳族N-羟基磺酰胺衍生物。通过用适合的取代基(例如吸电子基团或在空间上阻碍磺酰基的基团)修饰PA，可以使这些衍生物在生理学条件下产生HNO的能力得到充分增强。明显的是，与AS相比，PA具有广泛的取代的修饰能力，从而能够使其物理化学和药理学性质最佳化。本文中描述了此类最佳化。
在一个实施方案中，本发明提供了给需要的个体施用治疗有效量的PA衍生物的方法，其中所述衍生物在生理学条件下提供硝酰基。在一个实施方案中，本发明包括治疗或预防对硝酰基响应的疾病或病症的发作和/或发展的方法，该方法包括给需要的个体施用在生理学条件下提供有效量的硝酰基的N-羟基磺酰胺。本发明还包括治疗心力衰竭或局部缺血/再灌注损伤的方法，该方法通过给需要的个体施用在生理学条件下提供有效量的硝酰基的N-羟基磺酰胺而进行。
本发明还描述了包含所述化合物的试剂盒，其可以任选包含第二种治疗剂，例如正性肌力化合物，其可以是例如β-肾上腺素能受体激动剂。
在本文中所述的本发明的用途中发现的新的化合物包括式(I)、(II)或(III)化合物：
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其中R1是H；R2是H、芳烷基或杂环基；m和n独立地是整数0至2；x是整数0至4并且y是整数0至3，条件是x和y中至少一个大于0；b是整数1至4；R3、R4、R5、R6和R7独立地选自H、卤素、烷基磺酰基、N-羟基磺酰胺基、全卤代烷基、硝基、芳基、氰基、烷氧基、全卤代烷氧基、烷基、取代的芳基氧基、烷基硫烷基、烷基亚磺酰基、杂环烷基、取代的杂环烷基、二烷基氨基、环烷氧基、环烷基硫烷基、芳基硫烷基、芳基亚磺酰基、羧基、羧基酯、酰基氨基和磺酰基氨基，条件是R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是羧基、羧基酯、酰基氨基或磺酰基氨基；R8和R9各自独立地选自卤素、烷基磺酰基、N-羟基磺酰胺基、全卤代烷基、硝基、芳基、氰基、烷氧基、全卤代烷氧基、烷基、取代的芳基氧基、烷基硫烷基、烷基亚磺酰基、杂环烷基、取代的杂环烷基、二烷基氨基、NH2、OH、C(O)OH、C(O)O烷基、NHC(O)烷基C(O)OH、C(O)NH2、NHC(O)烷基C(O)烷基、NHC(O)链烯基C(O)OH、NHC(O)NH2、O烷基C(O)O烷基、NHC(O)烷基、C(＝N-OH)NH2、环烷氧基、环烷基硫烷基、芳基硫烷基、芳基亚磺酰基、羰基氨基和磺酰基氨基，条件是：(1)当化合物是式(III)时，至少一个R8是羰基氨基或磺酰基氨基，并且(2)当化合物是式(II)时，R8和R9中至少一个是羰基氨基或磺酰基氨基；A是包含环基团Q1、Q2、Q3和Q4的环烷基、杂环烷基、芳族或杂芳族环，所述的环基团与V和W一起形成环A；B是包含环基团Q5、Q6、Q7和Q8的环烷基、杂环烷基、芳族或杂芳族环，所述的环基团与V和W一起形成环B；V和W独立地是C、CH、N或NR10；Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8独立地选自C、CH2、CH、N、NR10、O和S；C是包含环基团Q9、Q10、Q11、Q12、Q13和Q14的杂芳族环，所述的环基团独立地选自C、CH2、CH、N、NR10、O和S，条件是Q9、Q10、Q11、Q12、Q13和Q14中至少一个是N、NR10、O或S；并且R10是H、烷基、酰基或磺酰基。本发明还描述了任何前述化合物的可药用盐。
在一个变通实施方案中，化合物是式(I)、(II)或(III)，其中R1是H；R2是H；m和n独立地是整数0至2；x是整数0至4并且y是整数0至3，条件是x和y中至少一个大于0；b是整数1至4；R3、R4、R5、R6和R7独立地选自H、卤素、烷基磺酰基、取代的烷基磺酰基、N-羟基磺酰胺基、取代的N-羟基磺酰胺基、全卤代烷基、取代的全卤代烷基(其中一个或多个卤素可以被取代基取代)、硝基、芳基、取代的芳基、氰基、烷氧基、取代的烷氧基、全卤代烷氧基、取代的全卤代烷氧基、烷基、取代的烷基、芳基氧基、取代的芳基氧基、烷基硫烷基、取代的烷基硫烷基、烷基亚磺酰基、取代的烷基亚磺酰基、杂环烷基、取代的杂环烷基、二烷基氨基、取代的二烷基氨基、环烷氧基、取代的环烷氧基、环烷基硫烷基、取代的环烷基硫烷基、芳基硫烷基、取代的芳基硫烷基、芳基亚磺酰基、取代的芳基亚磺酰基、羧基、羧基酯、酰基氨基和磺酰基氨基，条件是R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是羧基、羧基酯、酰基氨基或磺酰基氨基；R8和R9各自独立地选自卤素、烷基磺酰基、取代的烷基磺酰基、N-羟基磺酰胺基、取代的N-羟基磺酰胺基、全卤代烷基、取代的全卤代烷基、硝基、芳基、取代的芳基、氰基、烷氧基、取代的烷氧基、全卤代烷氧基、取代的全卤代烷氧基、烷基、取代的烷基、芳基氧基、取代的芳基氧基、烷基硫烷基、取代的烷基硫烷基、烷基亚磺酰基、取代的烷基亚磺酰基、杂环烷基、取代的杂环烷基、二烷基氨基、取代的二烷基氨基、NH2、OH、C(O)OH、C(O)O烷基、NHC(O)烷基C(O)OH、C(O)NH2、NHC(O)烷基C(O)烷基、NHC(O)链烯基C(O)OH、NHC(O)NH2、O烷基C(O)O 烷基、NHC(O)烷基、C(＝N-OH)NH2、环烷氧基、取代的环烷氧基、环烷基硫烷基、取代的环烷基硫烷基、芳基硫烷基、取代的芳基硫烷基、芳基亚磺酰基、取代的芳基亚磺酰基(其中以上基团中的任何列出的烷基或链烯基表示未取代的或取代的烷基或链烯基)、羰基氨基和磺酰基氨基，条件是：(1)当化合物是式(III)时，至少一个R8是羰基氨基或磺酰基氨基，并且(2)当化合物是式(II)时，R8和R9中至少一个是羰基氨基或磺酰基氨基；A是包含环基团Q1、Q2、Q3和Q4的环烷基、杂环烷基、芳族或杂芳族环，所述的环基团与V和W一起形成环A；B是包含环基团Q5、Q6、Q7和Q8的环烷基、杂环烷基、芳族或杂芳族环，所述的环基团与V和W一起形成环B；V和W独立地是C、CH、N或NR10；Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8独立地选自C、CH2、CH、N、NR10、O和S；C是包含环基团Q9、Q10、Q11、Q12、Q13和Q14的杂芳族环，所述的环基团独立地选自C、CH2、CH、N、NR10、O和S，条件是Q9、Q10、Q11、Q12、Q13和Q14中至少一个是N、NR10、O或S；并且R10是H、烷基、酰基或磺酰基。本发明还描述了任何前述化合物的可药用盐。
本发明还描述了应用本文中详细公开的化合物的方法，包括治疗、预防或延缓对硝酰基治疗响应的疾病或病症发作或发展的方法，该方法包括给需要的个体施用在生理学条件下提供硝酰基的本发明化合物或其可药用盐。
本发明公开了包含本发明化合物的药物组合物，例如能够静脉内注射的药物组合物。本发明还描述了包含本发明化合物以及使用说明书的试剂盒。
附图简述
图1表明化合物1-5释放的一氧化二氮占Angeli氏盐的百分比以及对于化合物1-5每摩尔样品产生的N2O的摩尔百分比。
发明详述
定义
除非另外明确说明，本文中所使用的下列术语具有下列指定的含义。
术语“一个(种)”等指的是一个(种)或多个(种)。
“芳烷基”指的是其中芳基通过烷基与母体结构相连的基团。实例包括苄基(-CH2-Ph)、苯乙基(-CH2CH2Ph)、苯基乙烯基(-CH＝CH-Ph)、苯基丙烯基等。
“酰基”指的是并且包括基团-C(O)H、-C(O)烷基、-C(O)取代的烷基、-C(O)链烯基、-C(O)取代的链烯基、-C(O)炔基、-C(O)取代的炔基、-C(O)环烷基、-C(O)取代的环烷基、-C(O)芳基、-C(O)取代的芳基、-C(O)杂芳基、-C(O)取代的杂芳基、-C(O)杂环基和-C(O)取代的杂环基，其中烷基、取代的烷基、链烯基、取代的链烯基、炔基、取代的炔基、环烷基、取代的环烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基和取代的杂环基如本文中所定义，否则如本领域中所公知的。
“杂环基”或“杂环烷基”指的是其中1至4个碳原子被杂原子(例如氧、氮或硫)代替的环烷基。那些其中基团为杂环基的杂环的实例包括四氢吡喃、吗啉、吡咯烷、哌啶、噻唑烷、噁唑、噁唑啉、异噁唑、二噁烷、四氢呋喃等。杂环基的特别的实例为四氢吡喃-2-基。
“取代的杂环基”或“取代的杂环烷基”指的是具有1至5个取代基的杂环基。例如，被1-5个基团取代的杂环烷基为取代的杂环烷基，所述取代基例如卤素、硝基、氰基、氧代、芳基、烷氧基、烷基、酰基、酰基氨基、氨基、羟基、羧基、羧基烷基、硫羟基、硫代烷基、杂环基、-OS(O)2-烷基等。取代的杂环烷基的特别实例为N-甲基哌嗪子基。
“烷基”指的是具有1至20个碳原子、优选1至12个碳原子并且更优选1至8个碳原子的线性烃结构。包括具有更少碳原子的烷基，例如具有1至4个碳原子的所谓的“低级烷基”。“烷基”还指的是具有3至20个碳原子、优选3至12个碳原子并且更优选3至8个碳原子的支链或环状烃结构。除非另外明确说明，在本文中使用的术语“烷基”旨在包括本文公开的烷基的所有变体，根据碳原子的数目确定，如同该术语每一次使用时所明确并且分别列出的每一个所有的烷基。例如，当基团例如R3可以是“烷基”时，它旨在为C1-C20烷基或C1-C12烷基或C1-C8烷基或低级烷基或者为C2-C20烷基或C3-C12烷基或C3-C8烷基。本文中所列出的在其它定义下包含的其它基团同样如此，其中在定义中列出了一定数目的原子。当烷基为环状时，它也可以指的是环烷基并且具有例如3至20个环碳原子、优选3至12个环碳原子并且更优选3至8个环碳原子。当提及具有特别数目碳原子的烷基时，也包括具有该数目碳原子的所有几何异构体；因此，例如“丁基”指的是包括正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基；“丙基”包括正丙基和异丙基。烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、正庚基、辛基、环戊基、环丙基、环丁基、降冰片烷基等。在烷基中可以存在一个或多个不饱和度。因此，烷基也包括链烯基和炔基。“链烯基”可以理解为指的是具有2个或多个碳原子、例如2至10个碳原子并且更优选2-6个碳原子并且具有至少1个并且优选1至2个位置的链烯基不饱和度的基团。链烯基的实例包括-C＝CH2、-CH2CH＝CHCH3和-CH2CH＝CH-CH＝CH2。“炔基”指的是优选具有2至10个碳原子并且更优选3至6个碳原子并且具有至少1个并且优选1至2个位置的炔基不饱和度的炔基，例如基团-C≡CH。烷基在本文中也用于代表作为较大官能团一部分的烷基，并且当如此应用时，与其它原子一起形成另一个官能团。例如，-C(O)O烷基指的是酯官能团，其中该基团的烷基部分可以是任何烷基，并且仅以实例的方式是例如官能团-C(O)OCH3、-C(O)(O)CH＝CH2等。作为较大结构一部分的烷基的另一个实例包括基团-NHC(O)烷基C(O)OH，当烷基为-CH2CH2-时，它可以是例如NHC(O)CH2CH2C(O)OH。
“取代的烷基”指的是具有1至5个取代基的烷基。例如取代的烷基是例如被下列基团取代的烷基：卤素、硝基、氰基、氧代、芳基、烷氧基、酰基、酰基氨基、氨基、羟基、羧基、羧基烷基、硫羟基、硫代烷基、杂环基、-OS(O)2-烷基等。同样，“取代的链烯基”和“取代的炔基”指的是具有1至5个取代基的链烯基或炔基。
本文中所用的术语“取代基”或“取代的”指的是化合物或基团(例如烷基、取代的烷基、链烯基、取代的链烯基、炔基、取代的炔基、芳基、取代的芳基、芳烷基、取代的芳烷基、杂芳基、取代的杂芳基、杂芳烷基、取代的杂芳烷基、环烷基、取代的环烷基、杂环烷基、取代的杂环烷基、杂环基和取代的杂环基)上的氢基团被任何需要的基团(它不会对化合物的稳定性产生实质上的不利影响)代替。在一个实施方案中，需要的取代基是那些不会对化合物的活性产生不利影响的取代基。术语“取代的”指的是一个或多个取代基(可以是相同的或不同的)，每一个取代一个氢原子。取代基的实例包括但不限于卤素(F、Cl、Br或Cl)、羟基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、二烷基氨基、二芳基氨基、氰基、硝基、巯基、氧代(即羰基)、硫代、亚氨基、甲酰基、脲基、氨基甲酰基、羧基、硫代脲基、硫代氰氧基、亚磺酰氨基、磺酰基烷基、磺酰基芳基、烷基、链烯基、烷氧基、巯基烷氧基、芳基、杂芳基、环基、杂环基，其中烷基、链烯基、烷氧基、芳基、杂芳基、环基和杂环基任选被下列基团取代：烷基、芳基、杂芳基、卤素、羟基、氨基、巯基、氰基、硝基、氧代(＝O)、硫代(＝S)或亚氨基(＝N烷基)。在其它实施方案中，在任何基团(例如烷基、取代的烷基、链烯基、取代的链烯基、炔基、取代的炔基、芳基、取代的芳基、芳烷基、取代的芳烷基、杂芳基、取代的杂芳基、杂芳烷基、取代的杂芳烷基、环烷基、取代的环烷基、杂环烷基、取代的杂环烷基、杂环基和取代的杂环基)上的取代基可以位于该基团的任何原子上(例如取代的烷基的伯碳链的碳原子上，或者取代的烷基上已经存在的取代基上)，或者其中任何可以被取代的基团(例如烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基、环烷基、环基、杂环烷基和杂环基)上的任何原子可以任选被一个或多个取代基(可以是相同或不同的)取代，每个取代基代替一个氢原子。适合的取代基的实例包括但不限于烷基、链烯基、炔基、环基、环烷基、杂环基、杂环烷基、芳烷基、杂芳烷基、芳基、杂芳基、卤素、卤代烷基、氰基、硝基、烷氧基、芳基氧基、羟基、羟基烷基、氧代(即羰基)、羧基、甲酰基、烷基羰基、烷基羰基烷基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基、芳基氧基羰基、杂芳基氧基、杂芳基氧基羰基、硫代、巯基、巯基烷基、芳基磺酰基、氨基、氨基烷基、二烷基氨基、烷基羰基氨基、烷基氨基羰基或烷氧基羰基氨基；烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、烷基羰基或芳基氨基-取代的芳基；芳基烷基氨基、芳烷基氨基羰基、酰氨基、烷基氨基磺酰基、芳基氨基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基氨基、芳基磺酰基氨基、亚氨基、脲基、氨基甲酰基、硫代脲基、硫代氰氧基、亚磺酰氨基、磺酰基烷基、磺酰基芳基或巯基烷氧基。烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基、环烷基、环基、杂环烷基和杂环基的其它适当的取代基包括但不限于卤素、CN、NO2、OR11、SR11、S(O)2OR11、NR11R12、C1-C2全氟烷基、C1-C2全氟烷氧基、1，2-亚甲基二氧基、(＝O)、(＝S)、(＝NR11)、C(O)OR11、C(O)R11R12、OC(O)NR11R12、NR11C(O)NR11R12、C(NR12)NR11R12、NR11C(NR12)NR11R12、S(O)2NR11R12R13、C(O)H、C(O)R13、NR11C(O)R13、Si(R11)3、OSi(R11)3、Si(OH)2R11、B(OH)2、P(O)(OR11)2、S(O)R13或S(O)2R13。每个R11独立地是氢、任选被环烷基、芳基、杂环基或杂芳基取代的C1-C6烷基。每个R12独立地是氢、C3-C6环烷基、芳基、杂环基、杂芳基、C1-C4烷基或被C3-C6环烷基、芳基、杂环基或杂芳基取代的C1-C4烷基。每个R13独立地是C3-C6环烷基、芳基、杂环基、杂芳基、C1-C4烷基或被C3-C6环烷基、芳基、杂环基或杂芳基取代的C1-C4烷基。在每个R11、R12和R13中的每个C3-C6环烷基、芳基、杂环基、杂芳基和C1-C4烷基可以任选被下列基团取代：卤素、CN、C1-C4烷基、OH、C1-C4烷氧基、COOH、C(O)OC1-C4烷基、NH2、C1-C4烷基氨基或C1-C4二烷基氨基。取代基也可以是“吸电子基团”。
“吸电子基团”指的是降低它们连接的基团的电子密度的基团(相对于没有取代基的该基团的密度)。此类基团包括例如F、Cl、Br、I、-CN、-CF3、-NO2、-SH、-C(O)H、-C(O)烷基、-C(O)O烷基、-C(O)OH、-C(O)Cl、-S(O)2OH、-S(O)2NHOH、-NH3等。
“卤素”指的是氟、氯、溴或碘。
“烷基磺酰基”指的是基团-SO2烷基和-SO2取代的烷基，包括基团-SO2环烷基、-SO2取代的环烷基、-SO2链烯基、-SO2取代的链烯基、-SO2炔基、-SO2取代的炔基，其中烷基、取代的烷基、链烯基、取代的链烯基、炔基、取代的炔基、环烷基和取代的环烷基如本文中所定义。
“N-羟基磺酰胺基”指的是-S(O)2NROH，其中R为H或烷基。
“全卤代烷基”指的是烃上的每个H均被F代替的烷基。全卤代基团的实例包括-CF3和-CF2CF3。
“芳基”指的是单环、双环或三环芳族环。芳基优选是包含0至3个选自O、N或S的环杂原子的5-或6-元芳族或杂芳族环；包含0至3个选自O、N或S的环杂原子的9-或10-元二环芳族或杂芳族环系(即该环系具有9或10个环原子)；或包含0至3个选自O、N或S的环杂原子的13-或14-元三环芳族或杂芳族环系(即该环系具有13或14个环原子)。芳基的实例包括例如苯、萘、茚满、萘满、咪唑、吡啶、吲哚、噻吩、苯并吡喃酮、噻唑、呋喃、苯并咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、喹喔啉、嘧啶、吡嗪、四唑和吡唑。
“取代的芳基”指的是具有1至3个取代基的基团。例如，取代的芳基是被1至3个下列基团取代的芳基：例如卤素、硝基、氰基、氧代、芳基、烷氧基、烷基、酰基、酰基氨基、氨基、羟基、羧基、羧基烷基、硫羟基、硫代烷基、杂环基、-OS(O)2-烷基等。
“烷氧基”指的是通过氧原子与母体结构相连的烷基(-O-烷基)。当环烷基通过氧原子与母体结构相连时，该基团也可以称为环烷氧基。实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、环丙基氧基、环己基氧基等。“全卤代烷氧基”指的是通过氧与母体结构相连的全卤代烷基，例如基团-O-CF3。
“芳基氧基”指的是通过氧原子与母体结构相连的芳基(-O-芳基)，以实例的方式包括基团苯氧基、萘氧基等。“取代的芳基氧基”指的是通过氧原子与母体结构相连的取代的芳基(-O-取代的芳基)。
“烷基硫烷基”指的是通过硫原子与母体结构相连的烷基(-S-烷基)，并且也指的是-S-烷基和-S-取代的烷基，包括基团-S-环烷基、-S-取代的环烷基、-S-链烯基、-S-取代的链烯基、-S-炔基、-S-取代的炔基，其中烷基、取代的烷基、链烯基、取代的链烯基、炔基、取代的炔基、环烷基和取代的环烷基如本文中所定义。当环烷基通过硫原子与母体结构相连时，该基团也可以称为环烷基硫烷基。以实例的方式烷基硫烷基包括-S-CH(CH3)、-S-CH2CH3等。
“烷基亚磺酰基”指的是通过S(O)基团与母体结构相连的烷基并且指的是基团-S(O)烷基和-S(O)取代的烷基，包括基团-S(O)环烷基、-S(O)取代的环烷基、-S(O)链烯基、-S(O)取代的链烯基、-S(O)炔基、-S(O)取代的炔基，其中烷基、取代的烷基、链烯基、取代的链烯基、炔基、取代的炔基、环烷基和取代的环烷基如本文中所定义。以实例的方式烷基亚磺酰基包括基团-S(O)CH(CH3)、-S(O)CH3、-S(O)环戊烷等。
“芳基亚磺酰基”指的是通过S(O)基团与母体结构相连的芳基，以实例的方式包括基团-S(O)Ph。
“二烷基氨基”指的是其中每个R均为烷基的基团-NR2。二烷基氨基的实例包括-N(CH3)2、-N(CH2CH2CH2CH3)2和N(CH3)(CH2CH2CH2CH3)。
“羧基”指的是-C(O)OH。
本文所用的“羧基酯”指的是基团-C(O)O-烷基、-C(O)O-取代的烷基、-C(O)O-芳基、-C(O)O-取代的芳基、-C(O)O-链烯基、-C(O)O-取代的链烯基、-C(O)O-炔基、-C(O)O-取代的炔基、-C(O)O-杂芳基、-C(O)O-取代的杂芳基、-C(O)O-杂环基或-C(O)O-取代的杂环基。
“酰基氨基”指的是基团-C(O)NRaRb，其中Ra和Rb基团各自独立地选自氢、烷基、取代的烷基、链烯基、取代的链烯基、炔基、取代的炔基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、杂环基、取代的杂环基，或者Ra和Rb基团可以与氮原子连接在一起形成杂环或取代的杂环。酰基氨基的实例包括-C(O)吗啉代。
“磺酰基氨基”指的是基团-SO2NH2、-SO2NR-烷基、-SO2NR-取代的烷基、-SO2NR-链烯基、-SO2NR-取代的链烯基、-SO2NR-炔基、-SO2NR-取代的炔基、-SO2NR-芳基、-SO2NR-取代的芳基、-SO2NR-杂芳基、-SO2NR-取代的杂芳基、-SO2NR-杂环基和-SO2NR-取代的杂环基(其中R是氢或烷基)或者-SO2NR2(其中两个R基团与它们所连接的氮原子一起形成杂环或取代的杂环)。
“羰基氨基”指的是基团-CONH2、-CONR-烷基、-CONR-取代的烷基、-CONR-链烯基、-CONR-取代的链烯基、-CONR-炔基、-CONR-取代的炔基、-CONR-芳基、-CONR-取代的芳基、-CONR-杂芳基、-CONR-取代的杂芳基、-CONR-杂环基和-CONR-取代的杂环基(其中R是氢或烷基)或者-CONR2(其中两个R基团与它们所连接的氮原子一起形成杂环或取代的杂环)。
“可药用盐”指的是本文中所述化合物的可药用盐，所述化合物例如式(I)、(II)或(III)化合物或其它本发明的硝酰基供体，该盐可以衍生自本领域中众所周知的多种有机和无机抗衡离子，并且仅以实例的方式包括钠、钾、钙、镁、铵、四烷基铵等；当所述分子包含碱性官能度时，可以形成有机或无机酸的盐，例如盐酸盐、氢溴酸盐、酒石酸盐、甲磺酸盐、乙酸盐、马来酸盐、草酸盐等。说明性的盐包括但不限于硫酸盐、柠檬酸盐、乙酸盐、氯化物、溴化物、碘化物、硝酸盐、硫酸氢盐、磷酸盐、酸性磷酸盐、乳酸盐、水杨酸盐、酸性柠檬酸盐、酒石酸盐、油酸盐、鞣酸盐、泛酸盐、酒石酸氢盐、抗坏血酸盐、琥珀酸盐、马来酸盐、苯磺酸盐、富马酸盐、葡糖酸盐、葡糖醛酸盐(glucaronate)、糖酸盐、甲酸盐、苯甲酸盐、谷氨酸盐、甲磺酸盐、乙磺酸盐、苯磺酸盐和对-甲苯磺酸盐。因此，盐可以自具有酸性官能团(例如羧酸官能团)的本文所公开的任何一种结构式的化合物和可药用无机或有机碱制备。适合的碱包括但不限于碱金属(例如钠、钾和锂)的氢氧化物；碱土金属(例如钙和镁)的氢氧化物；其它金属(例如铝和锌)的氢氧化物；氨和有机胺，例如未取代的或羟基-取代的单-、二-或三烷基胺；二环己基胺；三丁基胺；吡啶；N-甲基，N-乙基胺；二乙胺；三乙胺；单-、二-或三-(2-羟基-低级烷基胺)，例如单-、二-或三-(2-羟基乙基)胺，2-羟基-叔丁基胺或三-(羟基甲基)甲基胺，N，N-二-低级烷基-N-(羟基低级烷基)-胺，例如N，N-二甲基-N-(2-羟基乙基)胺或三-(2-羟基乙基)胺；N-甲基-D-葡糖胺；和氨基酸，例如精氨酸、赖氨酸等。盐也可以自具有碱性官能团(例如氨基官能团)的本文所公开的任何一种结构式的化合物和可药用无机或有机酸制备。适合的酸包括硫酸氢盐、柠檬酸、乙酸、盐酸(HCl)、氢溴酸(HBr)、氢碘酸(HI)、硝酸、磷酸、乳酸、水杨酸、酒石酸、抗坏血酸、琥珀酸、马来酸、苯磺酸、富马酸、葡糖酸、葡糖醛酸、甲酸、苯甲酸、谷氨酸、甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸和对-甲苯磺酸。
除非另外明确说明，本文中所用的术语“个体”指的是哺乳动物，包括但不限于人类。
术语“有效量”指的是化合物或其可药用盐的量，考虑到化合物的有效性和毒性参数，再结合专业人员的知识，该量在特定的治疗方式中具有有效性。本领域中可以理解，有效量可以是在一个或多个剂量中。
本文中所用的“治疗”无论是以名词形式出现还是以动词形式出现，指的是获得有益的或需要的结果(包括临床结果)的方法。为了本发明的目的，有益的或需要的结果包括但不限于抑制和/或防止对硝酰基的治疗响应的疾病或病症的发作和/或发展或者缓解此类疾病或病症的严重程度，例如减轻与疾病或病症相关的症状的数量和/或严重程度，提高患有此类疾病或病症的患者的生活质量，减少用于治疗此类疾病或病症的其它药物的剂量，增强个体为治疗此类疾病或病症所服用的另外药物的疗效以及延长患有此类疾病或病症的个体的生存期。此类疾病或病症可以是心血管疾病或病症，包括但不限于冠状动脉阻塞、冠状动脉疾病(CAD)、绞痛、心脏病发作、心肌梗塞、高血压、缺血性心肌病和梗塞、舒张性心力衰竭、肺充血、肺水肿、心脏纤维化、瓣膜性心脏病、心包疾病、循环阻塞性疾病、末梢水肿、腹水、Chagas疾病、心室肥大、心脏瓣膜疾病、心力衰竭，包括但不限于充血性心力衰竭，例如急性充血性心力衰竭和急性失代偿性心力衰竭。通过本发明方法可以减轻的相关症状包括呼吸短促、疲劳、肿踝或肿腿、绞痛、食欲丧失、体重增加或降低、与前述疾病或障碍相关的症状。疾病或病症可以包括局部缺血/再灌注损伤。
本文中所用的“预防”指的是在尚未患有但是存在发展为障碍或病症风险的个体中降低发展为疾病或病症的可能性。
“存在风险”的个体在应用本文中所述方法治疗前可能或不会患有可检测的疾病或病症，并且可能或不会显示可检测的疾病或病症。“处于风险”代表个体具有一个或多个所谓的风险因素，它们是与疾病或病症的发展相关的可检测的参数并且在本领域中是已知的。具有一个或多个这些风险因素的个体比没有这些风险因素的个体具有更高的发展为疾病或病症的可能性。
“硝酰基”指的是HNO。
如本文中所用，如果化合物在生理学条件下提供硝酰基，则该化合物是“硝酰基供体”。本文中所用的本发明的硝酰基供体可以可选择地指的是“化合物”或“所述化合物”。优选的是，硝酰基供体在体内能够提供有效量的硝酰基并且具有表明化合物在个体中获得治疗效果所需量的可以耐受的安全指标。本领域普通技术人员能够确定给活着的个体施用特别的化合物和剂量的安全性。通过评价化合物在生理学条件下能否释放HNO，本领域技术人员也可以确定该化合物是否为硝酰基供体。采用常规试验，可以容易地测试化合物是否能够提供硝酰基。尽管直接测定是否能够提供硝酰基是不切实际的，但是可以采用多个试验以测定化合物是否能够提供硝酰基。例如，将有关化合物置于密闭容器中的溶液中，例如水中。解离足够的时间后(例如数分钟至数小时)，抽取顶层气体并且通过例如气相色谱和/或质谱分析以测定其组成。如果形成了N2O气体(通过HNO二聚化形成)，那么表明该试验对硝酰基的提供显示阳性，并且该化合物为硝酰基供体。硝酰基的提供能力的水平可以以化合物的理论最大值的百分比表示。提供“显著性水平的硝酰基”的化合物指的是提供理论上最大量的硝酰基的40％或以上或者50％或以上的化合物。在一个变通实施方案中，本文中所用的化合物提供60％或以上的理论上最大量的硝酰基。在另一个变通实施方案中，本文中所用的化合物提供70％或以上的理论上最大量的硝酰基。在另一个变通实施方案中，本文中所用的化合物提供80％或以上的理论上最大量的硝酰基。在另一个变通实施方案中，本文中所用的化合物提供90％或以上的理论上最大量的硝酰基。在另一个变通实施方案中，本文中所用的化合物提供约70％至约90％的理论上最大量的硝酰基。在另一个变通实施方案中，本文中所用的化合物提供约85％至约95％的理论上最大量的硝酰基。在另一个变通实施方案中，本文中所用的化合物提供约90％至约95％的理论上最大量的硝酰基。提供小于40％或小于50％的理论量的硝酰基的化合物仍然为硝酰基供体，并且可以用于本文中所公开的本发明。提供小于50％的理论量的硝酰基的化合物也可以用于所述方法中，并且与提供显著性水平的硝酰基的化合物相比，该化合物需要更高的剂量水平。硝酰基的提供也可以通过将试验化合物暴露于高铁肌红蛋白(Mb3+)而测定。硝酰基与Mb3+反应形成Mb2+-NO复合物，可以通过紫外/可见光谱的改变或者通过电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance)(EPR)而测定。Mb2+-NO复合物具有中心g值约为2的EPR信号。另外，一氧化氮与Mb3+反应形成Mb3+-NO复合物，该复合物没有EPR信号。因此，如果候选化合物与Mb3+反应形成通过常规方法(例如紫外/可见光谱或EPR)可以测定的复合物，则该试验对硝酰基的提供为阳性。硝酰基提供的试验可以在生理学相关pH条件下进行。
本文中所用的“正性肌力药物”是导致心肌收缩功能增强的活性剂。此类活性剂包括β-肾上腺素能受体激动剂、磷酸二酯酶活性抑制剂和钙敏化剂。β-肾上腺素能受体激动剂包括多巴胺、多巴酚丁胺、特布他林和异丙基肾上腺素。也包括此类化合物的类似物和衍生物。例如，美国专利号4,663,351描述了可以口服施用的多巴酚丁胺的前药。本领域普通技术人员能够确定化合物能否导致正性肌力作用以及其它β-激动剂化合物。在特别的实施方案中，β-受体激动剂对β-1受体具有选择性。但是，在另外的实施方案中，β-激动剂对β-2受体具有选择性，或者对任何特别的受体都没有选择性。
“对硝酰基治疗响应”的疾病或病症指的是任何以下疾病或病症：其中施用在生理学条件下提供有效量的硝酰基的化合物能够治疗和/或预防疾病或病症，如本文中所定义的那些术语。施用硝酰基供体能够抑制或减轻其症状的疾病或病症是对硝酰基治疗响应的疾病或病症。对硝酰基治疗响应的疾病或病症的非限定性实例包括冠状动脉阻塞、冠状动脉疾病(CAD)、绞痛、心脏病发作、心肌梗塞、高血压、缺血性心肌病和梗塞、舒张性心力衰竭、肺充血、肺水肿、心脏纤维化、瓣膜性心脏病、心包疾病、循环阻塞性疾病、末梢水肿、腹水、Chagas疾病、心室肥大、心脏瓣膜疾病、心力衰竭，包括但不限于充血性心力衰竭，例如急性充血性心力衰竭和急性失代偿性心力衰竭。也包括其它心血管疾病或病症，例如包括局部缺血/再灌注损伤在内的疾病或病症。
N-羟基磺酰胺化合物
本发明以及本文中所述方法中使用的化合物包括在生理学条件下提供硝酰基的N-羟基磺酰胺。优选的是，化合物在生理学条件下主要提供硝酰基，也就是说在生理学条件下提供硝酰基和一氧化氮的化合物提供更多的硝酰基。优选的是，本文中所使用的化合物在生理学条件下不提供显著水平的一氧化氮。最优选的是，本文中所使用的化合物在生理学条件下提供显著水平的硝酰基。
在一个实施方案中，本发明包括式(I)化合物：
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其中R1是H；R2是H、芳烷基或杂环基；R3、R4、R5、R6和R7独立地选自H、卤素、烷基磺酰基、N-羟基磺酰胺基、全卤代烷基、硝基、芳基、氰基、烷氧基、全卤代烷氧基、烷基、取代的芳基氧基、烷基硫烷基、烷基亚磺酰基、杂环烷基、取代的杂环烷基、二烷基氨基、环烷氧基、环烷基硫烷基、芳基硫烷基、芳基亚磺酰基、羧基、羧基酯、酰基氨基和磺酰基氨基，条件是R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是羧基、羧基酯、酰基氨基或磺酰基氨基。
在另一个实施方案中，化合物是式(I)化合物，其中R1是H；R2是H、芳烷基或杂环基；R4、R5和R6独立地是H、卤素、烷基磺酰基、N-羟基磺酰胺基、全卤代烷基、硝基、芳基、氰基、烷氧基、全卤代烷氧基、烷基、取代的芳基氧基、烷基硫烷基、烷基亚磺酰基、杂环烷基、取代的杂环烷基、二烷基氨基、环烷氧基、环烷基硫烷基、芳基硫烷基、芳基亚磺酰基、羧基、羧基酯、酰基氨基或磺酰基氨基；R3和R7中至少一个是吸电子基团或在空间上阻碍磺酰基的基团，条件是R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是羧基、羧基酯、酰基氨基或磺酰基氨基。在一个变通实施方案中，R3或R7中至少一个是吸电子基团。在另一个变通实施方案中，R3和R7都是吸电子基团。在另一个变通实施方案中，R3或R7中至少一个是在空间上阻碍(I)化合物的磺酰基的基团。在一个变通实施方案中，R3或R7中至少一个是支链烷基，例如异丙基或叔丁基。在另一个变通实施方案中，R3和R7都是烷基，条件是所述烷基之一为支链烷基，例如两个基团均为异丙基，或者一个基团为乙基并且另一个基团为仲丁基。在一个变通实施方案中，R3和R7之一为吸电子基团并且不为吸电子基团的R3或R7为烷基，可以是支链烷基，例如异丙基。
也包括式(I)化合物，其中R1是H；R2是H、苄基或四氢吡喃-2-基；R3、R4、R5、R6和R7独立地选自H、Cl、F、I、Br、SO2CH3、SO2NHOH、CF3、NO2、苯基、CN、OCH3、OCF3、t-Bu、O-iPr、4-硝基苯基氧基(OPh4-NO2)、丙烷-2-硫基(SCH(CH3)2)、丙烷-2-亚磺酰基(S(O)CH(CH3)2)、吗啉代、N-甲基-哌嗪子基、二甲基氨基、哌啶子基、环己基氧基、环戊基硫烷基、苯基硫烷基、苯基亚磺酰基、羧基、羧基酯、酰基氨基或磺酰基氨基，条件是R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是羧基、羧基酯、酰基氨基或磺酰基氨基。
所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R1是H并且R2是H、苄基或四氢吡喃-2-基。在一个变通实施方案中，化合物是式(I)，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少两个是卤素，例如式(I)化合物，其中R5是卤素(例如F或Br)并且R3和R7之一是卤素(例如Br或Cl)或者其中R3和R7两者或R3和R4两者都是卤素(例如两者都是Cl或两者都是F，或一个是Cl并且另一个是F)，并且其它取代基如上述变通实施方案中所述。在一个变通实施方案中，化合物是式(I)，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-S(O)2烷基，例如R3或R7之一是-S(O)2CH3。在一个变通实施方案中，化合物是式(I)，其中R3、R5和R7中至少一个是全卤代烷基，例如R3是CF3或者R3和R5是CF3。在一个变通实施方案中，化合物是式(I)，其中R5是CF3并且R3和R7中至少一个不是H，例如R5是CF3并且R3是NO2或Cl。在一个变通实施方案中，化合物是式(I)，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是芳基，例如R3和R7中至少一个是芳基，例如苯基。在一个变通实施方案中，化合物是式(I)，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是杂环基，例如R3、R5和R7中至少一个是杂环基或取代的杂环基，例如吗啉代、N-甲基哌嗪子基和哌啶子基。在一个变通实施方案中，化合物是式(I)，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是环烷氧基或环烷基硫烷基，例如R3、R5和R7中至少一个是环己基氧基、环戊基氧基、环己基硫烷基或环戊基硫烷基。在一个变通实施方案中，化合物是式(I)，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是芳基硫烷基或芳基亚磺酰基，例如R3、R5和R7中至少一个是苯基硫烷基或苯基亚磺酰基。
所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是羧基。在一个该变通实施方案中，R4是羧基，R3、R5和R6是H并且R7是H或卤素。在特别的变通实施方案中，R4是羧基，R3、R5和R6是H，R7是H或卤素并且R1和R2是H。所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-COO-烷基。在一个该变通实施方案中，R3是-COO-烷基并且R4、R5、R6和R7是H。在特别的变通实施方案中，R3是-COO-烷基，R4、R5、R6和R7是H并且R1和R2是H。在另一个变通实施方案中，R4是-COO-烷基，R6和R7之一是-SR11、芳基、-OR11、硝基、氰基、酰基、-S(O)2NHOH、磺酰基氨基、C1-C2全氟烷基、低级烷基或氨基并且R6或R7中不是SR11、芳基、-OR11、硝基、氰基、酰基、-S(O)2NHOH、磺酰基氨基、C1-C2全氟烷基、低级烷基或氨基的是氢。在另一个变通实施方案中，R4是-COO-烷基，R6和R7之一是-SR11、芳基、-OR11、硝基、氰基、酰基、-S(O)2NHOH、磺酰基氨基、C1-C2全氟烷基、低级烷基或氨基并且R6或R7中不是SR11、芳基、-OR11、硝基、氰基、酰基、-S(O)2NHOH、磺酰基氨基、C1-C2全氟烷基、低级烷基或氨基的是氢，并且R1、R2、R3和R5是氢。所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-COO-取代的烷基。在一个该变通实施方案中，R4是-COO-取代的烷基，R3、R5和R6是H并且R7是卤素。在特别的变通实施方案中，R4是-COO-取代的烷基，R7是卤素，R3、R5和R6是H并且R1和R2是H。所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-C(O)NH2。所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-C(O)NRaRb，其中Ra是氢并且Rb是烷基。在一个该变通实施方案中，R4是-C(O)NRaRb，其中Ra是氢，Rb是低级烷基，R3、R5和R6是H并且R7是卤素。在特别的变通实施方案中，R4是-C(O)NRaRb，其中Ra是氢，Rb是低级烷基，R3、R5和R6是H并且R7是卤素并且R1和R2是H。在特别的变通实施方案中，Rb是C2-C4烷基，例如乙基、丙基或丁基。在另一个变通实施方案中，Rb是支链低级烷基，例如异丙基或异丁基。所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-C(O)NRaRb，其中Ra是烷基、取代的烷基或氢并且Rb是取代的烷基。在一个该变通实施方案中，R4是-C(O)NRaRb，其中Ra是烷基、取代的烷基或氢，Rb是取代的烷基，R3、R5和R6是H并且R7是卤素。在特别的变通实施方案中，R4是-C(O)NRaRb，其中Ra是烷基、取代的烷基或氢，Rb是取代的烷基，R3、R5和R6是H并且R7是卤素并且R1和R2是H。在另一个该变通实施方案中，R4是-C(O)NRaRb，其中Ra是低级烷基、取代的低级烷基或氢，Rb是取代的低级烷基、R3、R5和R6是H并且R7是卤素。当Rb是取代的低级烷基时，在一个变通实施方案中，其是被羟基、羧基、氨基或烷氧基取代的低级烷基。例如，本发明包括化合物，其中R4是-C(O)NRaRb，其中Ra是氢、甲基、乙基或者被羟基或烷氧基取代的低级烷基，Rb是被羟基、羧基、氨基或烷氧基取代的低级烷基，R3、R5和R6是H并且R7是卤素；在进一步的变通实施方案中，R1和R2是H。所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-C(O)NRaRb，其中Ra和Rb独立地是烷基。在一个该变通实施方案中，R4是-C(O)NRaRb，其中Ra和Rb独立地是烷基，R3、R5和R6是H并且R7是卤素。在另一个变通实施方案中，R4是-C(O)NRaRb，其中Ra和Rb独立地是烷基，R3和R5是氢并且R6和R7之一是-SR11、芳基、-OR11、硝基、氰基、酰基、-S(O)2NHOH、磺酰氨基、C1-C2全氟烷基、低级烷基或氨基并且R6或R7中不是-SR11、芳基、-OR11、硝基、氰基、酰基、-S(O)2NHOH、磺酰氨基、C1-C2全氟烷基、低级烷基或氨基的是氢。在特别的变通实施方案中，R4是-C(O)NRaRb，其中Ra和Rb独立地是烷基，R3、R5和R6是H并且R7是卤素并且R1和R2是H。Ra和Rb可以是相同的或不同的，例如在一个变通实施方案中Ra和Rb都是甲基或乙基。所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-C(O)NRaRb，其中Ra和Rb与它们连接的氮一起形成杂环或取代的杂环。在一个该变通实施方案中，R4是-C(O)NRaRb，其中Ra和Rb与它们连接的氮一起形成杂环或取代的杂环。在另一个变通实施方案中，R4是-C(O)NRaRb，其中Ra和Rb与它们连接的氮一起形成杂环或取代的杂环，R3、R5和R6是H并且R7是卤素。在特别的变通实施方案中，R4是-C(O)NRaRb，其中Ra和Rb与它们连接的氮一起形成杂环或取代的杂环，R3、R5和R6是H并且R7是卤素并且R1和R2是H。在一个变通实施方案中，Ra和Rb与它们连接的氮原子一起形成杂环，例如吗啉代。在本文的任何变通实施方案中，其中R4是-C(O)NRaRb，在特别的变通实施方案中，Ra和Rb与它们连接的氮一起形成杂环，所述的杂环选自哌嗪基、氮杂环丁烷基、吡咯烷基、哌啶基、硫代吗啉基和吗啉基。在本文的任何变通实施方案中，其中R4是-C(O)NRaRb，在特别的变通实施方案中，Ra和Rb与它们连接的氮一起形成被1或2个选自下列的基团取代的杂环：低级烷基、羧基酯、酰基、卤素、氨基、羟基、取代的低级烷基、氧代和烷氧基。例如，在本文的任何变通实施方案中，其中R4是-C(O)NRaRb，在特别的变通实施方案中，Ra和Rb与它们连接的氮一起形成取代的杂环，所述的杂环选自2，6-二甲基哌嗪-4-基、1-异丙基哌嗪-4-基、1-(哌嗪-4-基)乙酮、哌嗪-4-基-1-甲酸叔丁酯、4-氟哌啶基、4，4-二氟哌啶基、4-氨基哌啶基、4-羟基哌啶基、4-氧代哌啶基、4-甲氧基哌啶基、4-(2-羟基乙基)哌啶基、2-(哌啶-4-基)-乙氧基乙醇、3-羟基-氮杂环丁烷基、2-氧代-哌嗪-4-基和1-甲基-2-氧代-哌嗪-4-基。所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-SO2NH2。所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-SO2NR-烷基，其中R是氢。所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-SO2NR-烷基，其中R是烷基。在特别的变通实施方案中，R4是-SO2NR-烷基，其中R是烷基并且R3、R5、R6和R7是氢。例如，在一个变通实施方案中，R4是-SO2N(低级烷基)2并且R3、R5、R6和R7是氢，其中低级烷基取代基可以是相同的或不同的，例如R4可以是-SO2N(Et)2或-SO2N(Et)(Me)。所述式(I)的任何变通实施方案包括式(I)的变通实施方案，其中R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-SO2NR2，其中两个R基团与它们连接的氮一起形成杂环或取代的杂环。在一个该变通实施方案中，R3是-SO2NR2，其中两个R基团与它们连接的氮一起形成杂环或取代的杂环。在另一个变通实施方案中，R3是-SO2NR2，其中两个R基团与它们连接的氮一起形成杂环或取代的杂环并且R4、R5、R6和R7是H。在特别的变通实施方案中，R3是-SO2NR2，其中两个R基团与它们连接的氮一起形成杂环或取代的杂环并且R4、R5、R6和R7是H并且R1和R2是H。在一个变通实施方案中，R3、R4、R5、R6和R7中至少一个是-SO2NR2，其中两个R基团与它们连接的氮一起形成杂环，例如吗啉代环。
代表性的式(I)化合物包括但不限于表1中列出的化合物。
表1：代表性的式(I)化合物：
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在一个实施方案中，提供硝酰基的化合物是式(IIa)化合物：
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其中R1是H；R2是H、芳烷基或杂环基；m和n独立地是整数0至1；x是整数0至4并且y是整数0至3，条件是x和y中至少一个大于0；A是包含环基团Q1、Q2、Q3和Q4的环烷基、杂环烷基、芳族或杂芳族环，所述的环基团与a和a’位置上的碳一起形成环A；B是包含环基团Q5、Q6、Q7和Q8的环烷基、杂环烷基、芳族或杂芳族环，所述的环基团与a和a’位置上的碳一起形成环B；Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7和Q8独立地选自C、CH2、CH、N、NR10、O和S；R8和R9各自独立地选自卤素、烷基磺酰基、N-羟基磺酰胺基、全卤代烷基、硝基、芳基、氰基、烷氧基、全卤代烷氧基、烷基、取代的芳基氧基、烷基硫烷基、烷基亚磺酰基、杂环烷基、取代的杂环烷基、二烷基氨基、NH2、OH、C(O)OH、C(O)O烷基、NHC(O)烷基C(O)OH、C(O)NH2、NHC(O)烷基C(O)烷基、NHC(O)链烯基C(O)OH、NHC(O)NH2、O烷基C(O)O烷基、NHC(O)烷基、C(＝N-OH)NH2、环烷氧基、环烷基硫烷基、芳基硫烷基、芳基亚磺酰基、羰基氨基和磺酰基氨基，条件是至少一个R8是羰基氨基或磺酰基氨基；并且R10是H、烷基、酰基或磺酰基。
在一个变通实施方案中，化合物是式(II)或(IIa)，其中R8和R9各自独立地选自Cl、F、I、Br、SO2CH3、SO2NHOH、CF3、CH3、NO2、苯基、CN、OCH3、OCF3、t-Bu、O-iPr、4-硝基苯基氧基(OPh4-NO2)、丙烷-2-硫基(SCH(CH3)2)、丙烷-2-亚磺酰基(S(O)CH(CH3)2)、吗啉代、N-甲基-哌嗪子基、二甲基氨基、哌啶子基、环己基氧基、环戊基硫烷基、苯基硫烷基、苯基亚磺酰基、羰基氨基和磺酰基氨基，条件是至少一个R8是羰基氨基或磺酰基氨基；并且R10是H、烷基、酰基或磺酰基，条件是当环A和B形成萘时，x是整数1至3或者y是整数2至4。
所述式(II)或(IIa)的任何变通实施方案包括式(II)或(IIa)的变通实施方案，其中R1是H并且R2是H、苄基或四氢吡喃-2-基。在一个变通实施方案中，A和B形成苯并呋喃或苯并噻吩或苯并咪唑或N-烷基苯并咪唑(例如N-甲基苯并咪唑)或N-酰基苯并咪唑(例如N-C(O)CH3苯并咪唑)或苯并噻唑或苯并噁唑。在一个变通实施方案中，A和B不是萘基或喹啉。在一个变通实施方案中，A和B是萘基或喹啉。在一个变通实施方案中，A和B形成苯并呋喃。在一个变通实施方案中，A和B形成苯并呋喃。在一个变通实施方案中，A和B形成苯并噻吩。在一个变通实施方案中，A和B形成苯并噻吩，y是0并且x是1。在一个变通实施方案中，A和B形成萘基并且x是0，y是1。在一个变通实施方案中，环A是苯基并且环B是杂芳基，例如环A和B形成喹啉并且环B是含氮环。本发明还包括根据式(II)或(IIa)的任何变通实施方案的化合物，其中y是0，x是1并且R9是卤素、烷基或全卤代烷基。本发明还包括根据式(II)或(IIa)的任何变通实施方案的化合物，其中x是2并且y是0。
所述式(II)或(IIa)的任何变通实施方案包括式(II)或(IIa)的变通实施方案，其中R8和R9中至少一个是-CONH-烷基。所述式(II)或(IIa)的任何变通实施方案包括式(II)或(IIa)的变通实施方案，其中R8和R9中至少一个是-CONR-烷基，其中R是烷基。所述式(II)或(IIa)的任何变通实施方案包括式(II)或(IIa)的变通实施方案，其中R8和R9中至少一个是-CONR2，其中R各自独立地是烷基。在式(II)或(IIa)的特别变通实施方案中，y是0，x是1并且R9是-CONR2，其中R各自独立地是烷基。在式(II)或(IIa)的另一个变通实施方案中，y是0，x是1并且R9是-CONR2，其中R各自独立地是低级烷基，其中每个低级烷基可以是相同的(例如-CON(Me)2)或者不同的。所述式(II)或(IIa)的任何变通实施方案包括式(II)或(IIa)的变通实施方案，其中R8和R9中至少一个是-CONR2，其中每个R与其连接的氮一起形成杂环或取代的杂环。所述式(II)或(IIa)的任何变通实施方案包括式(II)或(IIa)的变通实施方案，其中R8和R9中至少一个是-CONR2，其中R各自独立地是烷基。所述式(II)或(IIa)的任何变通实施方案包括式(II)或(IIa)的变通实施方案，其中R8和R9中至少一个是-NRaSO2NR-烷基，其中Ra和R独立地是氢或烷基。所述式(II)或(IIa)的任何变通实施方案包括式(II)或(IIa)的变通实施方案，其中R8和R9中至少一个是-SO2NH2。所述式(II)或(IIa)的任何变通实施方案包括式(II)或(IIa)的变通实施方案，其中R8和R9中至少一个是-SO2NH2。所述式(II)或(IIa)的任何变通实施方案包括式(II)或(IIa)的变通实施方案，其中R8和R9中至少一个是-SO2NR-烷基，其中R是氢或烷基。所述式(II)或(IIa)的任何变通实施方案包括式(II)或(IIa)的变通实施方案，其中R8和R9中至少一个是-SO2NR2，其中两个R基团与它们连接的氮原子一起形成杂环或取代的杂环。在式(II)或(IIa)的特别变通实施方案中，y是0，x是1并且R9是-SO2NR2，其中两个R基团与它们连接的氮原子一起形成杂环。在式(II)或(IIa)的另一个变通实施方案中，y是0，x是1并且R9是-SO2NR2，其中两个R基团与它们连接的氮原子一起形成吗啉代基团。
代表性的式(IIa)化合物包括但不限于表2中列出的化合物。
表2.代表性的式(IIa)化合物：
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在另一个实施方案中，提供硝酰基的化合物为式(III)化合物：
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其中R1是H；R2是H、芳烷基或杂环基；n是整数0至1；b是整数1至4；C是包含环基团Q9、Q10、Q11、Q12、Q13和Q14的杂芳族环，所述的环基团独立地选自C、CH2、CH、N、NR10、O和S，条件是Q9、Q10、Q11、Q12、Q13和Q14中至少一个是N、NR10、O或S；R8各自独立地选自卤素、烷基磺酰基、iV-羟基磺酰胺基、全卤代烷基、硝基、芳基、氰基、烷氧基、全卤代烷氧基、烷基、取代的芳基氧基、烷基硫烷基、烷基亚磺酰基、杂环烷基、取代的杂环烷基、二烷基氨基、NH2、OH、C(O)OH、C(O)O烷基、NHC(O)烷基C(O)OH、C(O)NH2、NHC(O)烷基C(O)烷基、NHC(O)链烯基C(O)OH、NHC(O)NH2、O烷基C(O)O烷基、NHC(O)烷基、C(＝N-OH)NH2、环烷氧基、环烷基硫烷基、芳基硫烷基、芳基亚磺酰基、羰基氨基或磺酰基氨基，条件是至少一个R8是羰基氨基或磺酰基氨基；并且R10是H、烷基、酰基或磺酰基。
在一个变通实施方案中，化合物是式(III)并且R8各自独立地选自Cl、F、I、Br、SO2CH3、SO2NHOH、CF3、CH3、NO2、苯基、CN、OCH3、OCF3、t-Bu、O-iPr、4-硝基苯基氧基(OPh4-NO2)、丙烷-2-硫基(SCH(CH3)2)、丙烷-2-亚磺酰基(S(O)CH(CH3)2)、吗啉代、N-甲基-哌嗪子基、二甲基氨基、哌啶子基、环己基氧基、环戊基硫烷基、苯基硫烷基、苯基亚磺酰基、羰基氨基或磺酰基氨基，条件是至少一个R8是羰基氨基或磺酰基氨基。在另一个变通实施方案中，化合物是式(III)并且R8各自独立地选自F、Br、Cl、CF3、苯基、甲基、SO2NHOH、吗啉代、哌啶子基、4-甲基-哌嗪子基、羰基氨基和磺酰基氨基，条件是至少一个R8是羰基氨基或磺酰基氨基。
所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中R1是H并且R2是H、苄基或四氢吡喃-2-基。在一个变通实施方案中，n是0并且C是噻吩或异噁唑或吡唑或吡咯或咪唑或呋喃或噻唑或三唑或N-甲基咪唑或噻二唑。在一个变通实施方案中，C不是噻吩基。在另一个变通实施方案中，n是0并且C噻吩或异噁唑或吡唑或吡咯或咪唑或呋喃或噻唑或三唑或N-甲基咪唑或噻二唑。在一个变通实施方案中，n是1并且C是嘧啶或吡嗪或吡啶。在一个变通实施方案中，n是1并且C是嘧啶或吡嗪或吡啶并且b是1。在一个变通实施方案中，n是1并且C是嘧啶或吡嗪或吡啶，b是1，并且至少一个R8是氯或吗啉代或哌啶子基或N-甲基哌嗪子基。在一个变通实施方案中，C是噻吩并且b是1。在一个变通实施方案中，C是噻吩，b是1并且至少一个R8是卤素。在一个变通实施方案中，C是噻吩。
所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-CONH2。在一个变通实施方案中，C是被-CONH2取代的噻吩和被另外的R8、例如氨基任选取代的噻吩。所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-CONH-烷基。例如，包括化合物，其中R8是-CONH-低级烷基(例如异丙基)。所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-CONH-取代的烷基。在特别的变通实施方案中，C是噻吩，R1和R2都是H并且至少一个R8是-CONH-取代的烷基。所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-CONR-烷基，其中R是烷基。所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-CONR2，其中R各自独立地是烷基，例如-CON(Me)2。在特别的变通实施方案中，C是噻吩，b是2，R8之一是-CONR2，其中R各自独立地是烷基(例如-CON(Me)2)并且另一个R8是-S(O)2烷基、芳基、杂芳基或-S-烷基。所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-CONR2，其中R各自独立地是取代的烷基，例如-CH2CH2OCH3。所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-CONR2，其中每个R与其连接的氮一起形成杂环或取代的杂环。在特别的变通实施方案中，C是噻吩，R1和R2都是H并且至少一个R8是-CONR2，其中每个R与其连接的氮一起形成杂环或取代的杂环，例如吗啉代。在另一个变通实施方案中，C是噻吩，R1和R2都是H，b是1或2，至少一个R8是-CONR2，其中每个R与其连接的氮一起形成杂环，所述的杂环选自哌啶基和吗啉基，并且当b是2时，R8不是-CONR2的选自卤素、硝基和-OR11，例如-O烷基(例如甲氧基)。在另一个变通实施方案中，C是噻吩，R1和R2都是H，b是1或2，至少一个R8是-CONR2，其中每个R与其连接的氮一起形成被1或2个选自下列的基团取代的杂环：低级烷基、羧基酯、酰基、卤素、氨基、羟基、取代的低级烷基、氧代和烷氧基。例如，在本文的任何变通实施方案中，其中R8是-CONR2，其中每个R与其连接的氮一起形成取代的杂环，其选自1-甲基-哌嗪-4-基、4-氟哌啶基和4-羟基哌啶基。对于任何变通实施方案，例如，当C是被R8(-CONR2)取代的噻吩时，C也可以被选自下列的基团取代：卤素、氨基、羟基、烷氧基、硝基和氰基。所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-CONR2，其中R各自独立地是烷基。所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-NRaSO2NR-烷基，其中Ra和R独立地是氢或烷基。所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-SO2NH2。所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-SO2NH2。所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-SO2NR-烷基，其中R是氢或烷基。所述式(III)的任何变通实施方案包括式(III)的变通实施方案，其中至少一个R8是-SO2NR2，其中两个R基团与它们连接的氮原子一起形成杂环或取代的杂环。
代表性的式(III)化合物包括但不限于表3中列出的化合物。
表3.代表性的式(III)化合物：
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化合物在方法中的用途
所述方法采用在生理学条件下提供有效量的硝酰基的本发明化合物。任何该所述方法均可以采用以上“N-羟基磺酰胺化合物”项下所述的N-羟基磺酰胺化合物。
对于任何本发明化合物，例如式(I)、(II)或(III)化合物或本文中所述方法中采用的其它化合物，母体化合物的记载或描述是指并且包括其所有的盐、溶剂化物、水合物、多晶型物或前药，如果存在的话。因此，本发明包括所述的化合物的所有的盐(例如可药用盐)、溶剂化物、水合物、多晶型物和前药，并且如同每一种盐、溶剂化物、水合物、多晶型物或前药被特别并且个别列出一样。
对于本文中所公开的所有化合物，如果存在立构中心，那么化合物旨在包括所述化合物的所有可能的立体异构体。含有具有至少一个立构中心的化合物的组合物也包含在本发明中，并且包括外消旋混合物或含有对映异构体过量的一种对映异构体或单一非对映异构体或非对映异构体混合物。这些化合物的所有此类异构体形式均包含在本文中，如同它们在本文中特别并且个别列出一样。本发明化合物也可以包含键合(例如碳-碳键)，其中键的旋转被限制在特定的键合中，例如由于环或双键的存在而产生的限制。因此，所有的顺式/反式和E/Z异构体均明确包含在本发明中。本发明化合物也可以存在多个互变异构形式，例如，本发明明确包括本文中所述的化合物的所有的互变异构形式，即使只有单一的互变异构形式存在。也包含基本上纯的化合物的组合物。基本上纯的化合物的组合物指的是组合物包含不多于25％、或不多于15％、或不多于10％、或不多于5％、或不多于3％的杂质，或不多于1％的杂质，例如不同生物学活性的化合物，如果组合物含有基本上纯的单一异构体，它们可以包括不同立体化学形式的化合物。
本发明化合物可以根据流程图A-D中所述的通用方法制备，或者通过本领域中已知的方法制备。用于反应的原料可以是商购可获得的，或者可以根据已知的方法或其显而易见的变通方法制备。例如，多种原料可以得自生产供应商，例如Sigma-Aldrich。其它原料可以根据标准参考著作中所述的方法或其显而易见的变通方法制备，例如March’s Advanced OrganicChemistry(March高等有机化学)，(John Wiley and Sons)和Larock’sComprehensive Organic Transformations(Larock综合有机转化)(VCHPublishers Inc.)。
流程图A：N-羟基磺酰胺的通用合成方法(方法1)
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在流程图A中，将盐酸羟胺的水溶液冷却至0℃。滴加碳酸钾的水溶液，同时保持内部反应温度在约5℃至约15℃之间。将反应混合物搅拌约15分钟，加入四氢呋喃(THF)和甲醇(MeOH)。分批加入化合物A1(其中R为烷基、芳基或杂环基)，同时保持温度低于约15℃，并且将反应混合物在环境温度下搅拌直至通过薄层色谱(TLC)观察到磺酰氯消耗完全。将产生的悬浮液浓缩以除去任何挥发物，并且将水性悬浮液用乙醚萃取。将有机部分经硫酸镁干燥，过滤并且真空浓缩，得到粗品N-羟基磺酰胺A2。通过常规方法可以进行纯化，例如色谱、过滤、结晶等。
流程图B：N-羟基磺酰胺的通用合成方法(方法2)
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在流程图B中，将羟基胺在水和THF中的溶液冷却至-5℃。分批加入化合物A1(其中R是烷基、芳基或杂环基)，同时保持温度低于约10℃，并且将反应混合物在环境温度下搅拌直至通过薄层色谱(TLC)观察到磺酰氯完全消耗。将产生的悬浮液浓缩以除去任何挥发物，并且将水性悬浮液用乙醚萃取。将有机部分经硫酸镁干燥，过滤并且真空浓缩，得到粗品N-羟基磺酰胺A2。通过常规方法进行纯化，例如色谱、过滤、结晶等。
流程图C：中间体N-苄基氧基磺酰胺的通用合成方法
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N-苄基氧基磺酰胺为用作保护的N-羟基磺酰胺的化学中间体，用于化合物B2的R基团的进一步修饰。在流程图B中，将O-苄基盐酸羟胺B1在甲醇和水中的悬浮液加入至冷却的碳酸钾的水溶液中，同时保持内部反应温度低于约10℃。将反应混合物搅拌约5分钟，加入THF和A1(其中R为烷基、芳基或杂环基)。将反应混合物在环境温度下搅拌直至通过薄层色谱(TLC)观察到磺酰氯消耗完全。将产生的悬浮液真空浓缩以除去任何挥发物，并且将水性悬浮液用乙醚萃取。将有机层经硫酸钠干燥，过滤并且真空浓缩，得到粗品目标化合物B2。通过常规方法进行纯化，例如色谱、过滤、结晶等。通过除去苄基可以将反应产物B2脱保护。例如，可以将10％钯炭悬浮液加入至B2的甲醇悬浮液中。将反应混合物在氢气气氛中在环境温度和大气压下搅拌过夜。将反应混合物通过微纤维玻璃滤纸过滤。将产生的滤液真空浓缩，并且将残留物通过常规方法纯化，得到相应的N-羟基磺酰胺。
流程图D：中间体N-(四氢-吡喃-2-基氧基)磺酰胺的通用合成方法
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N-(四氢-吡喃-2-基氧基)磺酰胺为用作保护的N-羟基磺酰胺的化学中间体，用于化合物C2的R基团的进一步修饰。在流程图C中，在0℃下，在C1的水溶液中滴加碳酸钾的水溶液，同时保持内部反应温度低于约10℃。约15分钟后，滴加甲醇和THF，随后分批加入A1。将反应混合物在环境温度下搅拌直至通过TLC观察到磺酰氯消耗完全。将产生的悬浮液浓缩以除去任何挥发物，并且将水性悬浮液用乙醚萃取。将有机部分经硫酸钠干燥，过滤并且真空浓缩，得到粗品目标化合物C2。通过常规方法进行纯化，例如色谱、过滤、结晶等。根据本领域已知的方法将C2脱保护，得到相应的N-羟基磺酰胺。
应用化合物和组合物的方法
本发明化合物和组合物可以用于治疗和/或预防对硝酰基治疗响应的疾病或病症的发作和/或发展。
本发明包括给个体(包括诊断为需要该治疗的个体)施用有效量的化合物以产生预期的效果。需要该治疗的个体的识别可以由医师、临床人员、紧急事故处理人员或其它健康管理医师判断，并且可以是主观的(例如意见)或客观的(例如通过试验或诊断方法测定)。
一个实施方案提供了在需要的个体中调节(包括提高)体内硝酰基水平的方法，该方法包括给个体施用在生理学条件下提供硝酰基的化合物或其可药用盐。如果他们患有或疑似患有对硝酰基治疗响应的疾病或病症，或者他们具有患有或可能发展为上述疾病或病症的风险，则个体需要进行硝酰基调节。
本发明方法包含的特别疾病或病症包括心血管疾病、例如心力衰竭，或者涉及或可能涉及局部缺血/再灌注损伤的疾病或病症。这些方法在下面更详细地加以描述。
本发明包括含有提供硝酰基的本发明化合物的组合物。但是，所述方法可以采用多于一种的提供硝酰基的化合物；例如，所述方法可以采用Angeli氏盐和本发明的N-羟基磺酰胺或者两种或两种以上的本发明的N-羟基磺酰胺，它们可以一起施用或依次施用。
心血管疾病
本文提供了治疗心血管疾病、例如心力衰竭的方法，该方法通过给需要的个体施用有效量的至少一种提供硝酰基的化合物而进行。也提供了给需要的个体施用治疗有效剂量的至少一种提供硝酰基的化合物以及至少一种其它正性肌力药物的方法。进一步提供了给个体施用治疗有效量的至少一种提供硝酰基的化合物的方法，所述个体正在接受β-拮抗剂治疗并且患有心力衰竭。本文提供了施用本发明化合物以及β-肾上腺素能激动剂以治疗心力衰竭的方法。此类激动剂包括多巴胺、多巴酚丁胺和异丙基肾上腺素以及此类化合物的类似物和衍生物。也提供了给个体施用硝酰基供体的方法，该个体正在接受β-拮抗剂治疗，例如普萘洛尔、美托洛尔、比索洛尔、布新洛尔和卡维地洛。进一步的是，本文提供了治疗特别分类的心力衰竭的方法，例如III类心力衰竭和急性心力衰竭。
本发明也包括治疗充血性心力衰竭(CHF)、包括急性充血性心力衰竭的方法，该方法通过给需要的个体施用有效量的至少一种提供硝酰基的化合物而进行，该个体患有心力衰竭。也公开了治疗CHF的方法，该方法通过给需要的个体施用有效量的至少一种提供硝酰基的化合物以及有效量的至少一种其它正性肌力药物而进行，该个体患有心力衰竭。在一个变通实施方案中，其它正性肌力药物为β-肾上腺素能激动剂，例如多巴酚丁胺。硝酰基供体和至少一种其它正性肌力药物的组合施用包括依次施用硝酰基供体以及其它正性肌力药物(例如先采用一种药物治疗，然后采用第二种药物治疗)，或者在基本上相同的时间施用两种药物，其中施用有重叠。采用依次施用，个体在不同的时间内施用药物，当施用另一种药物时，一定量的第一种药物(足以与第二种药物组合以达到治疗效果)仍然保留在个体体内。在相同的时间采用两种药物的治疗可以包括施用相同剂量的药物，例如物理混合的剂量，或者在相同的时间施用不同的剂量。
在特别的实施方案中，将硝酰基供体施用于患有心力衰竭并且接受β-拮抗剂治疗的个体。β-拮抗剂(也称为β-阻断剂)包括任何有效用作个体的β-肾上腺素能受体拮抗剂并且提供预期的治疗或药用效果、例如降低血管紧张度和/或心率的化合物。正在接受β-拮抗剂治疗的个体是任何被施用β-拮抗剂的个体，并且在该个体中β-拮抗剂继续用作β-肾上腺素能受体拮抗剂。在特别的实施方案中，通过检查个体的病史确定个体是否正在接受β-阻断剂治疗。在另一个实施方案中，通过化学试验来检查个体体内是否存在β-阻断剂，例如以下文献中所述的高效液相色谱方法：Thevis等人，Biomed.Chromatogr.，15：393-402(2001)。
单独施用提供硝酰基的化合物，或者将其与正性肌力药物组合施用于正在接受β-拮抗剂治疗的个体，用于治疗所有类型的心力衰竭。在特别的实施方案中，提供硝酰基的化合物用于治疗早期慢性心力衰竭，例如II类心力衰竭。在另外的实施方案中，提供硝酰基的化合物与正性肌力药物例如异丙基肾上腺素组合用于治疗IV类心力衰竭。在另外的实施方案中，提供硝酰基的化合物与另外的正性肌力药物例如异丙基肾上腺素组合用于治疗急性心力衰竭。在某些实施方案中，当硝酰基供体用于治疗早期心力衰竭时，施用剂量比用于治疗急性心力衰竭的剂量低。在另外的实施方案中，剂量与用于治疗急性心力衰竭的剂量相同。
局部缺血/再灌注损伤
本发明包括治疗或预防或保护免于局部缺血/再灌注损伤的方法。特别的是，本发明化合物对处于局部缺血意外风险的个体是有益的。因此，在此提供了通过给个体施用有效量的至少一种提供硝酰基的化合物来预防或降低与局部缺血/再灌注有关的损伤的方法，优选在局部缺血发作之前进行。本发明化合物可以在局部缺血之后但是在再灌注之前给个体施用。本发明化合物也可以在局部缺血/再灌注之后施用，但是该施用可以保护免于进一步损伤。也提供了其中个体被诊断为具有局部缺血风险的方法。也公开了给移植器官施用有效量的提供硝酰基的化合物以在移植器官的受体中减轻器官的组织的再灌注时局部缺血/再灌注损伤的方法。
因此，本发明的硝酰基供体可以用于预防或减轻与未来的局部缺血/再灌注有关的损伤的方法。例如，在局部缺血发作之前施用硝酰基供体可以减少风险组织的组织坏死(梗塞的大小)。在活的个体中，这可以通过在局部缺血发作之前给个体施用有效量的提供硝酰基的化合物来完成。在待移植器官中，这可以通过在移植受体的器官再灌注之前使器官与硝酰基供体接触而完成。包含一种以上提供硝酰基的化合物的组合物也可以用于所述方法，例如本发明的Angeli氏盐和N-羟基磺酰胺或本发明的两种或两种以上的N-羟基磺酰胺。提供硝酰基的化合物也可以与其它种类的用于减轻局部缺血损伤的治疗药物组合应用，所述药物例如β-阻断剂、钙通道阻断剂、抗血小板治疗或在具有冠状动脉疾病的个体中保护心肌的其它介入。
给活的个体施用硝酰基供体的一种方法包括在局部缺血发作之前施用提供硝酰基的化合物。它仅指的是各种局部缺血情况的发作，并且不排除对以前局部缺血事件曾经发生过的个体进行的方法，也就是说，所述方法也包括将提供硝酰基的化合物施用于局部缺血事件曾经发生过的个体。
个体可以选自具有初次或继发局部缺血事件风险的个体。实例包括下列已知疾病的个体：高胆固醇血症、与局部缺血风险相关的EKG改变、久坐不动的生活模式、局部冠状动脉阻塞的血管造影术证据、心肌损伤的超声心电图证据或者存在未来或其它局部缺血事件(例如心肌局部缺血事件，例如心肌梗塞(MI)，或神经血管局部缺血，例如脑血管意外CVA)风险的任何其它证据。在所述方法的特别实例中，待治疗的个体选自那些具有未来局部缺血风险的患者，但是现在还没有局部缺血的证据(例如与局部缺血有关的心电图改变(例如，在适当的临床情况下，T-波最大或倒置或者ST区段升高或降低)，CKMB升高或局部缺血的临床证据，例如严重的胸骨下胸痛或臂痛、呼吸短促和/或发汗)。也可以在心肌局部缺血可能发生之前施用提供硝酰基的化合物，例如血管成形术或外科手术(例如冠状动脉搭桥移植术)。也包括给个体施用提供硝酰基的化合物的方法，该个体已经被证明具有局部缺血事件发生的风险。具有此类状况的个体的选择可以通过多种方法进行，某些方法上面已经有所说明。例如，具有与活性局部缺血无关的一或多种EKG异常、心肌梗塞的早期历史、血清胆固醇升高等的个体具有患局部缺血事件的风险。因此，处于风险中的个体可以通过体格检查(physieal testing)或者通过引出潜在的个体病史进行选择，从而确定患者是否具有局部缺血事件风险的任何指征。如果根据上述指征或者任何其它本领域技术人员可以理解的指征证明了所述风险，则该个体将被认为具有局部缺血事件的被证实的风险。
局部缺血/再灌注损伤可以损害非心肌组织，并且本发明也包括治疗或预防此类损害的方法。在一个变通实施方案中，所述方法可以用于减轻局部缺血/再灌注损伤对下列组织的损害：脑、肝、消化道、肾、肠或任何其它组织。该方法优选包括将硝酰基供体施用于具有此类损伤风险的个体。选择具有非心肌局部缺血风险的患者可以包括确定指征，该指征用于评价心肌局部缺血的风险。但是，其它因素也可以显示其它组织中局部缺血/再灌注的风险。例如，外科手术患者通常患有与外科手术相关的局部缺血。因此，约定外科手术时间的患者可以被认为处于局部缺血事件的风险。下列中风风险因素(或这些风险因素的亚类)可以证明个体具有脑组织局部缺血的风险：高血压、吸烟、颈动脉狭窄、缺乏运动、糖尿病、高脂血症、短暂性缺血性发作、心房纤颤、冠状动脉疾病、充血性心衰、心肌梗塞后、伴有附壁血栓的左心室功能障碍和二尖瓣狭窄。Ingall，“Preventingischemic stroke：current approaches to primary and secondary prevention(预防局部缺血性中风：目前的一级和二级预防的方法)”，Postgrad.Med.，107(6)：34-50(2000)。进一步的是，老年患者中未治疗的感染性腹泻的并发症可以包括心肌、肾脏、脑血管和肠道局部缺血。Slotwiner-Nie & Brandt，“Infectious diarrhea in the elderly(老年人感染性腹泻)”，Gastroenterol，Clin.N.Am.，30(3)：625-635(2001)。可选择的是，可以根据局部缺血性肠、肾或肝疾病的风险因素选择个体。例如，治疗可以在具有低血压发作风险(例如外科失血)的老年个体中开始。因此，呈现此类指征的个体可以被认为具有局部缺血事件的风险。也包括将本发明的提供硝酰基的化合物施用于个体的方法，所述个体患有本文中所列出的任何一种或多种病症，例如糖尿病或高血压。可能导致局部缺血的其它病症(例如脑动静脉畸形)也被认为可以证明具有局部缺血事件的风险。
将硝酰基供体施用于移植器官的方法包括在将器官自供体转移之前施用硝酰基供体，例如在器官转移过程中通过灌注导管进行。如果器官供体为活的供体，例如肾脏供体，则硝酰基供体可以施用于上述个体的器官供体，个体具有局部缺血事件的风险。在其它情况中，硝酰基供体可以通过将器官储存在含有硝酰基供体的溶液中而施用。例如，硝酰基供体可以包含在器官保存液中，例如University of Wisconsin“UW”溶液，它为含有羟乙基淀粉的溶液，基本上不含乙二醇、2-氯乙醇和丙酮(参见美国专利号4,798,824)。
药物组合物、剂型和治疗方案
本发明也包括可药用组合物，该组合物包含本发明化合物或其可药用盐，并且任何方法均可以应用含有本发明化合物的可药用组合物。可药用组合物包含一种或多种本发明化合物以及可药用载体。本发明的药物组合物包括那些适合通过下列途径施用的组合物：口服、直肠、鼻腔、局部(包括口含和舌下)、阴道或非肠道(包括皮下、肌内、静脉内和真皮内)施用。
化合物或组合物可以制备为任何可用的剂型。也包括单位剂型，它包括化合物或组合物的独立单位，例如胶囊剂、囊剂或片剂，每一个单位含有预定量的化合物；散剂或颗粒剂；在水性液体或非水性液体中的溶液剂或混悬剂；水包油型液体乳剂或油包水型液体乳剂，或者包封在脂质体中以及大丸剂(bolus)等。
含有化合物或组合物的片剂可以通过压制或模制而制备，任选采用一或多种助剂。压制片剂可以在适当的设备中通过将自由流动形式(例如粉末或颗粒)的活性成分压制而制备，所述活性成分任选与粘合剂、润滑剂、惰性稀释剂、防腐剂、表面活性剂或分散剂混合。模制片剂可以通过在适当的设备中将用惰性液体稀释剂润湿的粉末状化合物的混合物模压而制备。片剂可以任选包衣或刻痕并且可以配制以提供其中的活性成分的缓慢释放或控制释放。制备此类缓慢释放或控制释放药用活性成分(例如那些本文中的活性成分和本领域中已知的其它化合物)的组合物的方法在本领域中是已知的并且描述于多项已授权的美国专利，这些专利包括但不限于美国专利号4,369,174和4,842,866以及其中引用的文献。可以应用包衣方法将化合物递送至肠道(参见例如美国专利号6,638,534、5,217,720和6,569,457以及其中引用的文献)。专业技术人员可以理解，除了片剂外，还可以配制其它剂型以提供活性成分的缓慢释放或控制释放。此类剂型包括但不限于胶囊剂、颗粒剂和软胶囊剂。
适用于局部施用的组合物包括锭剂，它包含在矫味基质中的成分，所述的矫味基质通常为蔗糖和阿拉伯胶或黄芪胶；和糖锭剂，它包含在惰性基质中的活性成分，所述的矫味基质例如明胶和甘油，或蔗糖和阿拉伯胶。
适用于非肠道施用的组合物包括：水性和非水性无菌注射溶液剂，它可以含有抗氧化剂、缓冲剂、抑菌剂和溶质，它使得制剂与预期受试者的血液等渗；以及水性和非水性无菌混悬剂，它可以含有助悬剂和增稠剂。该制剂可以以单位剂量或者多剂量容器、例如密封的安瓿和小瓶存在，并且可以以冷冻干燥(冻干)的条件保存，只需要在使用前即刻加入无菌液体载体(例如注射用水)即可。
临时注射溶液剂和混悬剂可以从无菌粉末、颗粒和片剂制备。
将化合物或组合物施用于个体可以包括系统性暴露或者可以局部施用，例如化合物或组合物可以施用于具体相关部位。可以应用多种技术以在具体相关部位提供组合物，例如通过注射，应用导管、套管针、抛射体、泊洛沙姆(pluronic)凝胶、stems、缓慢药物释放聚合物或提供内部接触的其它装置。当器官或组织由于自患者移除而可接触时，则此类器官或组织可以置于含有所述组合物的介质中，该组合物可以涂布于器官上，或者可以以任何常规方法使用。本发明的方法包括将化合物施用于供体器官(例如用于预防局部缺血/再灌注损伤)。因此，可以自一个个体移除并移植到另一个个体中的器官可以置于含有本文中所述的化合物或组合物的介质中，或者暴露于本文中所述的化合物或组合物中。
本发明化合物(例如具有本文中结构式的那些化合物)可以以任何适当的剂量施用，它可以包含的剂量水平为约0.0001至4.0g，成人每天一次(或者每天以分剂量的形式多次施用)。因此，在本发明的某些实施方案中，本文中化合物以任何剂量范围的剂量施用，其中剂量的下限范围值(low endof the range)为0.1mg/天至400mg/天的任何量，并且剂量的上限范围值(upper end of the range)为1mg/天至4000mg/天(例如5mg/天至100mg/天，150mg/天至500mg/天)的任何量。在其它实施方案中，本文中的化合物可以以任何剂量范围的剂量施用，其中剂量的下限范围值为0.1mg/kg/天至90mg/kg/天的任何量，并且剂量的上限范围值为1mg/kg/天至32100mg/kg/天(例如0.5mg/kg/天至2mg/kg/天，5mg/kg/天至20mg/kg/天)的任何量。剂量间隔可以根据个体的需要调节。对于更长的施用间隔，可以应用延长释放的制剂或储库制剂。该剂量可以与静脉内施用的剂量相当。例如，该化合物可以例如以药物组合物的形式施用，该组合物可以通过静脉内施用，量为约0.01μg/kg/分钟至约100μg/kg/分钟，或约0.05μg/kg/分钟至约95μg/kg/分钟，或约0.1μg/kg/分钟至约90μg/kg/分钟，或约1.0μg/kg/分钟至约80μg/kg/分钟，或约10.0μg/kg/分钟至约70μg/kg/分钟，或约20μg/kg/分钟至约60μg/kg/分钟，或约30μg/kg/分钟至约50μg/kg/分钟，或约0.01μg/kg/分钟至约1.0μg/kg/分钟，或约0.01μg/kg/分钟至约10μg/kg/分钟，或约0.1μg/kg/分钟至约1.0μg/kg/分钟，或约0.1μg/kg/分钟至约10μg/kg/分钟，或约1.0μg/kg/分钟至约5μg/kg/分钟，或约70μg/kg/分钟至约100μg/kg/分钟，或约80μg/kg/分钟至约90μg/kg/分钟。在一个变通实施方案中，该化合物例如以药物组合物的形式施用于个体，该组合物可以通过静脉内施用，量为至少约0.01μg/kg/分钟或至少约0.05μg/kg/分钟或至少约0.1μg/kg/分钟或至少约0.15μg/kg/分钟或至少约0.25μg/kg/分钟或至少约0.5μg/kg/分钟或至少约1.0μg/kg/分钟或至少约1.5μg/kg/分钟或至少约5.0μg/kg/分钟或至少约10.0μg/kg/分钟或至少约20.0μg/kg/分钟或至少约30.0μg/kg/分钟或至少约40.0μg/kg/分钟或至少约50.0μg/kg/分钟或至少约60.0μg/kg/分钟或至少约70.0μg/kg/分钟或至少约80.0μg/kg/分钟或至少约90.0μg/kg/分钟或至少约100.0μg/kg/分钟或以上。在另一个变通实施方案中，该化合物例如以药物组合物的形式施用于个体，该组合物可以通过静脉内施用，量为少于约100.0μg/kg/分钟或少于约90.0μg/kg/分钟或少于约80.0μg/kg/分钟或少于约80.0μg/kg/分钟或少于约70.0μg/kg/分钟或少于约60.0μg/kg/分钟或少于约50.0μg/kg/分钟或少于约40.0μg/kg/分钟或少于约30.0μg/kg/分钟或少于约20.0μg/kg/分钟或少于约10.0μg/kg/分钟或少于约5.0μg/kg/分钟或少于约2.5μg/kg/分钟或少于约1.0μg/kg/分钟或少于约0.5μg/kg/分钟或少于约0.05μg/kg/分钟或少于约0.15μg/kg/分钟或少于约0.1μg/kg/分钟或少于约0.05μg/kg/分钟或少于约0.01μg/kg/分钟。
本发明进一步提供了药盒，其包含本文中所述的一种或多种化合物。该药盒可以应用本文中所公开的任何化合物以及使用说明书。该化合物可以以任何可接受的形式配制。该药盒可以用于本文中所述的一种或多种用途，因此，可以包含一种或多种所述用途的说明书(例如治疗和/或预防心力衰竭或局部缺血/再灌注损伤和/或延缓其发作和/或发展)。
药盒通常包括适当的包装。该药盒可以包括包含本文中所述的任何化合物的一种或多种容器。每种组分(如果多于一种组分)可以包装在不同的容器中，或者如果交叉反应性和储存期允许的话，某些组分可以合并在一个容器中。
药盒可以任选包含一套说明书，通常为书面说明书，尽管电子存储媒介(例如磁盘或光碟)形式的说明书也可以接受，该说明书涉及本发明方法的各组分的用途(例如治疗、预防心脏病或局部缺血/再灌注损伤和/或延缓其发作和/或发展)。包含在药盒中的说明书通常包括各组分及其施用于个体的信息。
下列实施例用于说明本发明的多种实施方案，并且不旨在以任何方式限定本发明的范围。
实施例
所有HPLC分析均应用CTC PAL HTS自动进样器、Waters 2487uv检测器、Agilent G1312A二元泵进行。下列方法和柱用于测定保留时间(TR)：0-100％B[MeCN:H2O:0.2％HCO2H]，2.5分钟梯度，0.5分钟保持，215nm，Atlantis dC182.1×50mm，5μm。
所有NMR均在Bruker AVANCE 400MHz或Bruker 500光谱仪上记录，在环境探测温度下、应用内部氘追踪(internal deuterium lock)进行。化学位移在较低的频率处以相对于四甲基硅烷(TMS)的百万份(ppm)报告。全文采用标准缩略语(s：单峰；br.s：宽单峰；d：双峰；dd：双双峰；t：三重峰；q：四重峰；quin：五重峰；m：多重峰)。偶合常数以赫兹(Hz)报告。
实施例1：根据流程图A的通用合成方法制备本发明化合物
2-羟基氨磺酰基-苯甲酸甲酯(化合物1)
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在0℃下，将碳酸钾(3.53g，25.57mmol)的水(3.6mL)溶液滴加至盐酸羟胺(1.76g，25.57mmol)的水(2.4mL)溶液中，保持内部反应温度在5℃至15℃之间。加入THF(12mL)和甲醇(3mL)，然后分批加入2-氯磺酰基-苯甲酸甲酯(3g，12.78mmol)，保持温度低于15℃并且将反应混合物在环境温度下搅拌直至通过TLC观察到磺酰氯完全消耗。将产生的悬浮液浓缩以除去任何挥发物并且将水性悬浮液用乙醚(2×100mL)萃取。将有机部分经硫酸钠干燥，过滤并且真空浓缩，得到粗品N-羟基磺酰胺。通过硅胶色谱进行纯化，用庚烷∶乙酸乙酯(8∶2v∶v)洗脱，得到母体化合物，为白色固体(1.3g，44％产率)；δH(400MHz，DMSO)9.87(1H，d，3.4Hz)，9.39(1H，d，3.2Hz)，7.97(1H，m)，7.77(2H，m)，7.68-7.72(1H，m)，3.83(3H，s)；TR＝1.43分钟。
实施例2：根据流程图A的通用合成方法制备本发明化合物
3-羟基氨磺酰基-苯甲酸(化合物2)
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在0℃下，将碳酸钾(0.43g，3.10mmol)的水(1.2mL)溶液滴加至盐酸羟胺(0.21g，3.10mmol)的水(0.8mL)溶液中，保持内部反应温度在5℃至15℃之间。加入THF(4mL)和甲醇(1mL)，然后分批加入3-氯磺酰基-苯甲酸(0.34g，1.55mmol)，保持温度低于15℃并且将反应混合物在环境温度下搅拌直至通过LCMS观察到磺酰氯完全消耗。将产生的悬浮液浓缩以除去任何挥发物并且将水性悬浮液用乙醚(2×100mL)萃取，并且将合并的有机层弃去。将水层酸化至pH＝1，滴加入盐酸溶液(2N)，然后用乙醚(2×100mL)萃取。将有机部分经硫酸钠干燥，过滤并且真空浓缩，得到纯N-羟基磺酰胺，为黄色固体(0.9g，27％产率)；δH(400MHz，DMSO)13.52(1H，br.s.)，9.72-9.74(2H，m)，8.38(1H，t，1.6Hz)，8.23(1H，ddd，7.9，1.3，1.2Hz)，8.06(1H，ddd，7.8，2.0，1.2Hz)，7.77(1H，t，7.7Hz)；TR＝1.10分钟。
实施例3：根据流程图B的通用合成方法制备本发明化合物
4-溴-3-(羟基氨磺酰基)-N，N-二甲基苯甲酰胺(化合物6)
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将水性羟胺(0.5mL，50％水溶液，7.6mmol)的水(1mL)和THF(5mL)溶液冷却至-5℃。分批加入2-溴-5-(二甲基-4-羰基)苯磺酰氯，保持温度低于约10℃并且将反应混合物在该温度下搅拌直至通过薄层色谱(TLC)观察到磺酰氯完全消耗。将产生的悬浮液浓缩以除去任何挥发物并且将产生的固体用乙醚洗涤，得到标题化合物，为膏状固体(0.36g，36％)。δH(500MHz，DMSO-d6)10.00(1H，br.s)，9.88(1H，s)，7.95(1H，d，1.8Hz)，7.93(1H，d，8.1Hz)，7.61(1H，dd，8.3，2.0Hz)，3.00(3H，s)，2.91(3H，s)，TR＝1.19分钟。
应用以上所述的并且在通用合成流程图A和B(方法1和2)中详细描述的试验条件以及适合的原料制备以下衍生物，所述的原料或者是可商购获得的或者是应用标准文献条件合成的：
化合物
编号
系统
命名
1-HNMR
TR
N-羟基
磺酰胺
的合成
方法
产
率
3
4-氯-3-羟
基氨磺酰
基-苯甲酸
δH(400MHz，DMSO)13.62
(1H，br.s.)，10.03(1H，d，
2.9Hz)，9.88(1H，d，2.9Hz)，
8.50(1H，d，2.2Hz)，8.16
(1H，dd，8.3，2.2Hz)，7.82
(1H，d，8.3Hz).
1.24
A
25％
4
4-溴-3-羟
基氨磺酰
基-苯甲酸
δH(400MHz，DMSO-d6)
13.63(1H，s)，10.06(1H，s)，
9.89(1H，d，1.7Hz)，8.50
(1H，d，1.7Hz)，7.97-8.06
(3H，m).
1.28
A
33％
化合物
编号
系统
命名
1-HNMR
TR
N-羟基
磺酰胺
的合成
方法
产
率
5
2-溴-N-羟
基-5-(吗
啉-4-羰
基)-苯磺
酰胺
δH(400MHz，DMSO-d6)
10.02(1H，br.s.)，9.89(1H，
s)，7.95(1H，d，9.3Hz)，7.96
(1H，d，3.2Hz)，7.62(1H，dd，
8.2，2.1Hz)，3.49-3.71(8H，
m).
1.27
A
6％
7
4-氯-3-(羟
基氨磺酰
基)-N，N-
二甲基苯
甲酰胺
δH(500MHz，DMSO-d6)
9.97(1H，s)，9.87(1H，d，
2.1Hz)，7.95(1H，d，0.8Hz)，
7.69-7.82(2H，m)，3.00(3H，
br.s)，2.91(3H，br.s).
1.18
B
79％
8
N-羟基-2-(吗
啉-4-基磺酰
基)-苯磺酰胺
δH(400MHz，DMSO-d6)
10.03(1H，d，3.4Hz)，9.18
(1H，d，3.4Hz)，8.17-8.23
1.05
B
26％
化合物
编号
系统
命名
1-HNMR
TR
N-羟基
磺酰胺
的合成
方法
产
率
(1H，m)，8.07-8.14(1H，m)，
7.90-7.97(2H，m)，3.58-
3.64(4H，m)，3.19-3.25(4H，
m).
|
9
4-氯-3-(羟
基氨磺酰
基)苯甲酸
2-(吗啉-4-
基)乙酯
δH(500MHz，DMSO-d6)
10.05(1H，br.s.)，9.89(1H，
s)，8.50(1H，s)，8.17(1H，dd，
1.2，8.4Hz)，7.87(1H，d，
8.4Hz)，4.44(2H，t，5.6Hz)，
3.55(4H，t，4.4Hz)，2.70(2H，
t，5.7Hz)，2.43-2.49(4H，m).
0.86
B
23％
化合物
编号
系统
命名
1-HNMR
TR
N-羟基
磺酰胺
的合成
方法
产
率
97
4-溴-5-(羟
基氨磺酰
基)-N-[2-(
吗啉-4-基)
乙基]噻吩
-2-酰胺
δH(500MHz，DMSO-d6)
10.05(1H，br.s.)，9.95(1H，
s)，8.82(1H，t，5.6Hz)，7.89
(1H，s)，3.56(4H，t，4.5Hz)，
3.39-3.37(2H，m)，2.46
(2H，t，6.6Hz)，2.41(4H，br.
s.).
0.75
B
25％
98
3-溴-N-羟基
-5-(吗啉-4-
基羰基)噻吩
-2-磺酰胺
δH(500MHz，DMSO-d6)
10.06(1H，br.s.)，9.97(1H，
s)，7.61(1H，s)，3.63-3.60
(8H，m).
1.24
B
43％
起始磺酰氯的合成
磺酰氯是从可商购获得的原料按照J.Med.Chem，40，2017；Bioorg.Med.Chem，2002，639-656；Journal of Pharmacy and Pharmacology，1963，202-211和Australian Journal of Chemistry，2000，1-6中描述的方法合成的。例如，某些磺酰氯可以根据以下流程图合成：
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噻吩衍生物的流程图可以适用于合成类似的吡咯衍生物。
2-溴-5-(吗啉-4-羰基)-苯磺酰氯：
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1：ClSO3H 2：SOCl2，甲苯，D 3：R2NH.HCl，氯苯
步骤1：4-溴-3-氯磺酰基-苯甲酸
在0℃下，将4-溴苯甲酸(10g，49.75mmol)分批加入至氯磺酸(25mL，373.13mmol)中。将混合物加热至130℃达10小时，直至通过LCMS观察到原料完全消耗。将反应混合物冷却至环境温度，然后滴加入冰/水混合物(500mL)中。将沉淀过滤并且用冷水(2×100mL)洗涤。将回收的固体溶于乙醚中，然后将溶液经硫酸钠干燥，过滤并且真空浓缩，得到预期产物，为米色固体(11.85g，79％产率)；δH(400MHz，DMSO)8.45(1H，d，1.7Hz)，7.72(1H，d，2.2Hz)，7.71(1H，s)；TR＝2.08分钟。
步骤2：4-溴-3-氯磺酰基-苯甲酰氯
将4-溴-3-氯磺酰基-苯甲酸(2g，6.68mmol)悬浮于甲苯(20mL)中。滴加入亚硫酰氯(0.97mL，13.36mmol)，并且将混合物在氮气下加热至回流达14小时直至通过LCMS观察到羧酸完全消耗。将反应混合物在真空下浓缩至干燥，得到预期的酰氯，为固体(2.12g，95％产率)。将该化合物用于下一步而无需进一步纯化或分析；TR＝2.38分钟。
步骤3：2-溴-5-(吗啉-4-羰基)-苯磺酰氯
将盐酸吗啉(0.87g，7.01mmol)加入至4-溴-3-氯磺酰基-苯甲酰氯(2.12g，6.68mmol)的氯苯(8mL)溶液中。将反应加热至回流达2小时，直至通过LCMS观察到原料完全消耗。将反应混合物在真空下浓缩至干燥。将残留物溶于乙醚(20mL)中，并且将沉淀过滤并且用乙醚(2×10mL)洗涤，得到预期的磺酰氯，为米色固体(2.34g，95％产率)；δH(400MHz，DMSO)7.90(1H，d，2.2Hz)，7.64(1H，d，8.1Hz)，7.25(1H，dd，8.1，2.2Hz)，3.25-3.70(8H，m)；TR＝2.01分钟。
3-氯磺酰基-4-氯苯甲酸：
3-氯磺酰基-4-氯苯甲酸是从可商购获得的原料按照以上详细描述的方法的步骤1制备的，δH(400MHz，DMSO-d6)14.03(1H，br.s)，8.43(1H，d，2.2Hz)，7.84(1H，dd，8.1，2.2Hz)，7.50(1H，d，8.1Hz)；TR＝1.81分钟。
3-氯磺酰基-4-溴苯甲酸：
3-氯磺酰基-4-溴苯甲酸是从可商购获得的原料按照以上详细描述的方法的步骤1制备的，δH(400MHz，DMSO)8.45(1H，d，1.7Hz)，7.72(1H，d，2.2Hz)，7.71(1H，s)；TR＝2.08分钟。
2-溴-5-(二甲基-4-羰基)苯磺酰氯：
2-溴-5-(二甲基-4-羰基)苯磺酰氯是从可商购获得的原料按照以上详细描述的方法的步骤1-3、在步骤3中应用二甲基胺HCl代替吗啉HCl制备的(4.35g，80％)。δH(500MHz，DMSO-d6)7.89(1H，d，2.0Hz)，7.63(1H，d，8.1Hz)，7.25(1H，dd，8.1，2.2Hz)，2.96(3H，br.s)，2.88(3H，br.s)；TR＝1.78分钟。
2-氯-5-(二甲基-4-羰基)苯磺酰氯：
2-氯-5-(二甲基-4-羰基)苯磺酰氯是从可商购获得的原料按照以上详细描述的方法的步骤1-3、在步骤3中应用二甲基胺HCl代替吗啉HCl制备的(4.37g，79％)。δH(500MHz，DMSO-d6)7.86(1H，d，2.0Hz)，7.43(1H，d，8.1Hz)，7.34(1H，dd，8.1，2.2Hz)，2.97(3H，br.s)，2.90(3H，br.s)；TR＝1.20分钟。
2-(吗啉-4-基磺酰基)苯磺酰氯：
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1：吗啉，py，DCM，2：NaSBn，DMSO，3：Cl2，HCl
步骤1：2-(吗啉-4-基磺酰基)氯苯
在冷却至0℃的2-氯苯磺酰氯(10g，47.4mmol)的DCM(100mL)溶液中滴加入吡啶(5.7mL，71.1mmol)和吗啉(6.2mL，71.1mmol)。继续搅拌15分钟，然后LC-MS证明没有磺酰氯。将反应通过加入2N HCl猝灭，用另外批的2N HCl洗涤，经硫酸钠干燥，过滤并且真空浓缩，得到标题化合物，该化合物无需进一步纯化(11.2g，100％)。δH(400MHz，DMSO-d6)7.97(1H，dd，7.8，1.5Hz)，7.66-7.77(2H，m)，7.58(1H，ddd，8.1，6.7，1.8Hz)，3.57-3.64(4H，m)，3.11-3.18(4H，m)；TR＝1.25分钟。
步骤2：苄基-2-(吗啉-4-基磺酰基)苯硫化物(sulfide)
将苯基甲硫醇(7.6mL，43.5mmol)滴加至25％NaOMe/MeOH(14.1g，65.2mmol)的MeOH(25mL)溶液中。将产生的硫醇盐通过真空浓缩分离。将硫醇钠盐溶于DMSO(65mL)中，并且分批加入2-(吗啉-4-基磺酰基)氯苯(11.1g，43.5mmol)。将反应混合物在环境温度下搅拌72小时，然后证明没有原料。将反应混合物倾倒入2N HCl溶液(200mL)中并且萃取至DCM(3×200mL)中。将有机部分经硫酸钠干燥，过滤并且真空浓缩。将粗物质通过柱色谱纯化，用庚烷∶乙酸乙酯(8∶2v∶v)洗脱。(13.7g，90％)，TR＝1.00分钟。
步骤3：2-(吗啉-4-基磺酰基)苯磺酰氯
将氯气鼓入至冷却(0℃)的苄基-2-(吗啉-4-基磺酰基)苯硫化物(7.0g，1.1mmol)在浓HCl(70mL)中的悬浮液中，保持内部温度低于15℃直至观察到原料完全消耗(约45分钟)。反应完全后，将氮鼓入反应混合物中15分钟以除去任何过量的氯并且将反应温至环境温度。将反应混合物倾倒至冰上并且将形成的黄色固体过滤并且用冰水洗涤。将固体用庚烷研磨，过滤并且用庚烷洗涤并且在真空下干燥，得到粗品磺酰氯，为淡黄色固体，将其直接用于合成化合物8。
4-氯-3-(氯磺酰基)苯甲酸2-(吗啉-4-基)乙酯
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1：ClSO3H 2：SOCl2，甲苯，Δ3：羟基乙基吗啉，DCM
合成4-氯-3-(氯磺酰基)苯甲酸和2-氯-5-(二甲基-4-羰基)苯磺酰氯是用合成2-溴-5-(吗啉-4-羰基)-苯磺酰氯中详细描述的相同方法进行的。
步骤3：4-氯-3-(氯磺酰基)苯甲酸2-(吗啉-4-基)乙酯
在4-氯-3-(氯磺酰基)苯甲酰氯(1.0g，3.6mmol)的DCM(10mL)溶液中加入羟基乙基吗啉(443μL，3.6mmol)的DCM(1mL)溶液。将反应混合物搅拌12小时，然后通过LC-MS观察到没有磺酰氯。通过将粗反应混合物浓缩分离固体，将该固体用醚研磨，得到预期的化合物，为棕色固体(1.54g，100％)IR(纯)vmax/cm-11724，1174，1450；δH(500MHz，DMSO-d6)8.49(1H，d，1.8Hz)，7.97(1H，dd，8.2，1.9Hz)，7.56(1H，d，8.2Hz)，4.38-5.00(2H，m)，3.88-4.07(2H，m)，3.76-3.83(2H，m)，3.56-3.62(2H，m)，3.36-3.54(2H，m)，3.14-3.28(2H，m)。
3-溴-5-{[2-(吗啉-4-基)乙基]氨基甲酰基}噻吩-2-磺酰氯
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1：RNH2，DIPEA，DCM 2：ClSO3H
步骤1：4-溴-N-[2-(吗啉-4-基)乙基]噻吩-2-酰胺
在冷却至0℃的4-溴-2-噻吩羰基氯(1.0g，4.4mmol)的DCM(10mL)溶液中滴加入DIPEA(0.85mL，4.8mmol)和4-(2-氨基乙基)吗啉(0.6mL，4.6mmol)。继续搅拌直至通过LC-MS观察到原料完全消耗。将反应通过加入水猝灭，用另外批的2N HCl洗涤，经硫酸钠干燥，过滤并且真空浓缩，得到预期的化合物，其无需进一步纯化(1.6g，98％)。δH(500MHz，CHLOROFORM-d)7.38(1H，d，1.3Hz)，7.37(1H，d，1.1Hz)，3.72-3.80(4H，m)，3.53(2H，q，5.6Hz)，2.59(2H，t，6.0Hz)，2.48-2.54(4H，m)，TR＝0.8分钟。
步骤2：3-溴-5-{[2-(吗啉-4-基)乙基]氨基甲酰基}噻吩-2-磺酰氯
在含有4-溴-N-[2-(吗啉-4-基)乙基]噻吩-2-酰胺(1.6g，5.1mmol)的烧瓶中加入氯磺酸(10mL，30当量)。将反应加热至95℃达90分钟，然后小心加入至冰中。将产生的固体过滤并且真空干燥。将粗物质用庚烷∶乙酸乙酯研磨，得到标题化合物，其无需进一步纯化(0.62g，29％)。δH(500MHz，DMSO-d6)9.01(1H，t，5.5Hz)，7.76(1H，s)，3.97(2H，d，10.4Hz)，3.78(2H，t，11.5Hz)，3.63(2H，q，6.0Hz)，3.51(2H，d，12.3Hz)，3.29(2H，q，5.7Hz)，3.03-3.17(2H，m)，TR＝1.22分钟。
3-溴-5-(吗啉-4-基羰基)噻吩-2-磺酰氯
步骤1：4-溴-N-(吗啉-4-基)噻吩-2-酰胺
在冷却至0℃的4-溴-2-噻吩羰基氯(1.0g，4.4mmol)的DCM(10mL)的溶液中滴加入DIPEA(0.85mL，4.8mmol)和吗啉(0.4g，4.6mmol)。继续搅拌直至通过LC-MS观察到原料完全消耗。将反应通过加入水猝灭，用另外批的2N HCl洗涤，经硫酸钠干燥，过滤并且真空浓缩，得到预期的化合物，其无需进一步纯化(1.2g，100％)。δH(500MHz，CHLOROFORM-d)7.38(1H，s)，7.18(1H，s)，3.63-3.83(8H，m)；TR＝1.52分钟。
步骤2：3-溴-5-(吗啉-4-基羰基)噻吩-2-磺酰氯
在含有4-溴-N-(吗啉-4-基)噻吩-2-酰胺(1.23g，4.5mmol)的烧瓶中加入氯磺酸(9mL，30当量)。将反应加热至95℃达90分钟，然后小心加入至冰中。将产生的悬浮液萃取至DCM(3×100mL)中并且将合并的有机相经硫酸钠干燥，过滤并且真空浓缩，得到标题化合物，其无需进一步纯化(0.54g，32％)。δH(500MHz，CHLOROFORM-d)7.30(1H，s)3.69-3.81(8H，m)，TR＝1.86分钟。
实施例3：HNO释放动力学
化合物的分解速率可以通过UV-Vis光谱测定。
化合物的分解可以在0.1M PBS缓冲液中于pH 7.4和37℃下通过UV-Vis光谱监测。Bonner，F.T.；Ko.，Y.Inorg.Chem.1992，31，2514-2519。
实施例4：通过N2O的定量测定HNO的产生
化合物的HNO产生可以通过UV-Vis光谱测定。
通过HNO的二聚化和脱水产生一氧化二氮，并且这是HNO产生的最常见的标志(Fukuto，J.M.；Bartberger，M.D.；Dutton，A.S.；Paolocci.N.；Wink，D.A.；Houk，K-N.Chem.Res.Toxicol.2005，18，790-801)。但是，HNO也可以被氧部分猝灭，从而得到不能产生N2O的产物(参见(a)Mincione，F.；Menabuoni，L.；Briganti，F.；Mincione，G.；Scozzafava，A.；Supuran，CT.J.Enzyme Inhibition 1998，13，267-284和(b)Scozzafava，A.；Supuran，CT.J.Med.Chem.2000，43，3677-3687)。应用Angeli氏盐(AS)作为基准，通过GC顶空分析测定化合物的N2O相对释放量。
测定化合物在pH 7.4的PBS缓冲液中于37℃下提供硝酰基的能力。特别的是，对化合物进行试验，并且在PBS缓冲液中于pH 7.4、37℃测定其提供硝酰基的能力。结果在下表4中提供并且化合物1-5的结果还在图1中说明。
表4.代表性的化合物提供硝酰基的能力
化合物
释放的一氧化二氮相对
于Angeli氏盐％
％摩尔N2O/摩尔样品
|
Angeli氏盐
100
70.5
1
43
30.5
2
27
19
3
116
81.5
化合物
释放的一氧化二氮相对
于Angeli氏盐％
％摩尔N2O/摩尔样品
|
4
117
82
5
115
80.5
6
116
81
7
122
85
8
126
86
9
93
65
97
131
92
98
116
81
实施例5：应用体外模型测定本发明化合物治疗、预防对硝酰基治疗响应的疾病或病症和/或延缓其发作和/或发展的能力
a.心血管疾病或病症
心血管疾病的体外模型也可以用于测定本文中所述任何化合物治疗、预防个体的心血管疾病或病症和/或延缓其发作和/或发展的能力。示例性的心脏病体外模型在以下描述。
可以应用体外模型测定化合物的血管舒张性能。分离的大鼠胸主动脉环部分的等容紧张度(isometric tension)可以根据下列文献所述测定：Crawford，J.H.，Huang，J，Isbell，T.S.，Shiva，S.，Chacko，B.K.，Schechter，A.，Darley-Usmar，V.M.，Kerby，J.D.，Lang，J.D.，Krauss，D.，Ho，C，Gladwin，M.T.，Patel，R.P.，Blood 2006，107，566-575。将大鼠处死后，分离主动脉环部分，并且除净脂肪和粘连组织。然后将血管切成单个环部分(2-3mm的宽度)，并且将其悬浮于组织浴中的压力移动传感器。环部分于37℃在含有下列成分(mM)的碳酸氢盐缓冲的Krebs-Henseleit(K-H)溶液中浸浴：NaCl 118；KCl 4.6；NaHCO327.2；KH2PO41.2；MgSO41.2；CaCl21.75；Na2EDTA 0.03和葡萄糖11.1，并且持续充入21％O2/5％CO2/74％N2。所有的环部分均被动负载2g，并且在整个试验过程中保持此水平。在每次试验开始时，用KCl(70mM)将吲哚美辛处理过的环部分去极化以测定血管的最大收缩能力。然后将该环充分洗涤并且使其平衡。对于随后的试验，用去氧肾上腺素(PE，3×10-8-10-7M)使得血管产生亚最大收缩(50％的KCl响应)，也加入L-NMMA(0.1mM)以抑制eNOS和内源性NO的产生。当张力达到平台期后，向血管浴中逐渐加入提供硝酰基的化合物，并且测定对张力的作用。
体外模型可以用于测定提供硝酰基的化合物对心肌中发展张力(developed force)和细胞内钙的改变的作用。根据文献所述在正常或疾病大鼠(即患有充血性心衰或肥大的大鼠)小梁中测定发展张力和细胞内钙(GaoWD，Atar D，Backx PH，Marbán E.Circ Res.1995；76：1036-1048)。在这些试验中应用大鼠(Sprague-Dawley，250-300g)。通过腹内注射戊巴比妥(100mg/kg)将大鼠麻醉，通过中央胸骨切开术暴露心脏，快速切离并且将其置于解剖盘中。将主动脉插管并且用解剖Krebs-Henseleit(H-K)溶液逆向灌注心脏(～15mM/分钟)，所述溶液用95％O2和5％CO2进行平衡。解剖K-H溶液由下列成分(mM)组成：NaCl 120、NaHCO320、KCl 5、MgCl 1.2、葡萄糖10、CaCl20.5和2，3-丁二酮单肟(BDM)20，pH 7.35-7.45，室温(21-22℃)。将心脏右心室的小梁解剖并且安装在压力传感器和自动臂之间并且用标准K-H溶液(KCl，5mM)以～10mL/分钟速率浇注并且以0.5Hz刺激。在解剖显微镜的目镜中用刻度标线测定肌肉的尺寸(×40，分辨率为～10μm)。
应用压力传感器系统测定力并且以截面积中每平方毫米上的毫牛顿表示。通过激光衍射测定肌原纤维节的长度。静止状态的肌原纤维节的长度在整个试验过程中设定为2.20-2.30μm。
根据先前研究所述的方法，应用fura-2的游离酸形式测定细胞内钙(Gao等人，1994；Backx等人，1995；Gao等人，1998)。将Fura-2钾盐通过离子渗透(iontophoretically)微量注射至一个细胞中并且使其分布在全肌(通过缝隙连接)。电极末端(～0.2μm直径)用fura-2盐(1mM)填充并且剩余电极用150mM KCl填充。成功地刺穿进没有接受刺激的肌肉的表面细胞后，将5-10nA的超极化电流持续通过～15分钟。通过380和340nm处激发测定Fura-2表面荧光。通过光电倍增管于510nm收集荧光。收集光电倍增管的输出并将其数字化。应用兰尼碱(Ryanodine)(1.0μM)使其能够稳态激活。暴露于兰尼碱15分钟后，通过多种细胞外钙(0.5-20mM)以10Hz刺激肌肉从而快速诱导(～4-8秒)不同水平的致强直作用。所有的试验均于室温下(20-22℃)进行。
b.与局部缺血/再灌注有关的疾病或病症
体外模型也可以用于测定本文中所述任何化合物治疗、预防个体与局部缺血/再灌注损伤有关的疾病或病症和/或延缓其发作和/或发展的能力。
实施例6：应用体内和/或离体模型测定本发明化合物治疗、预防对硝酰基治疗响应的疾病或病症和/或延缓其发作和/或发展的能力。
a.心血管疾病或病症
心血管疾病的体内模型也可以用于测定本文中所述任何化合物治疗、预防个体心血管疾病或病症和/或延缓其发作和/或发展的能力。示例性的动物心脏病模型在以下描述。
可以在对照(正常)犬中评价硝酰基供体化合物的体内心血管作用。本研究在成年(25kg)杂种(雄性)犬中进行，根据已有报道的方法，插入设备进行长期清醒状态血液动力学分析和血样采集(Katori，T.；Hoover，D.B.；Ardell，J.L.；Helm，R.H.；Belardi，D.F.；Tocchetti，C.G.；Forfia，P.R.；Kass，D.A.；Paolocci，N.Circ.Res.96(2)：2004)。左心室中的微量测压计传感器(micromanoeter transducer)测定压力，而右心房和降主动脉导管测定流体压力和进行导管取样。心内超声测微计(前后(anteriorposterior)，中隔-侧面(septal-lateral))测定短轴尺寸，在下腔静脉周围的气动封闭器有助于压力相关分析的预上样。将心外膜起搏电极置于右心房上，另一对电极置于右心室游离壁上，与永久起博器连接以诱发快速起博性心力衰竭。恢复10天后，评价动物的基线窦性心律和心房起搏(120-160bpm)。测定包括清醒状态下心脏力学的血液动力学记录。
将本发明化合物施用于健康对照犬，剂量为1-5μg/kg/分钟，从而获得心血管数据。
本发明化合物改善患有充血性衰竭的心脏的心脏血液动力学的证明：在基线条件下完成方案后，根据先前报道通过快速起博(210bpm×3周，240bpm×1周)诱发充血性心力衰竭(Katori，T.；Hoover，D.B.；Ardell，J.L.；Helm，R.H.；Belardi，-37D.F.；Tocchetti，C.G.；Forfia，P.R.；Kass，D.A.；Paolocci，N.Circ.Res.96(2)：2004)。简而言之，每周测定末端-舒张压和+dP/dt，max以监测衰竭进程。当动物显示EDP升高超过2×并且dp/dt，max＞50％基线时，它们就可以用于充血性心力衰竭研究。
在对照组和心力衰竭制备组中持续静脉内输注(2.5或1.25μg/kg/分钟)15分钟后，分别获得试验化合物的值，两组中不存在或存在体积恢复。为了比较，在心力衰竭制备组中用AS获得相同的血液动力学测量。
b.与局部缺血/再灌注有关的疾病或病症
局部缺血/再灌注的离体模型也可以用于测定本文中所述任何化合物治疗、预防个体与局部缺血/再灌注损伤有关的疾病或病症和/或延缓其发作和/或发展的能力。示例性的局部缺血/再灌注损伤的离体模型在以下描述。
将雄性Wistar大鼠饲养在相同的笼子中，并且使其能够随意接触到水龙头的水和标准啮齿类动物食料。在接受肝素(2,500U，i.m.)处理后10分钟，将每个动物用1g/kg乌拉坦腹膜内注射麻醉。打开胸腔，并且将心脏快速剥离，置于冰冷的缓冲溶液中并且称重。将分离的大鼠心脏与灌注装置相连，并且于37℃用充氧的缓冲溶液逆向灌注。将该心脏根据下列文献描述与仪器连接：Rastaldo等人，“P-450metabolite of arachidonic acidmediates bradykini-induced negative inotropic effect(花生四烯酸的P-450代谢产物调节缓激肽-诱导的负性肌力作用)”，Am.J.Physiol.，280：H2823-H2832(2001)和Paolocci等人“cGMP-independent inotropiceffects of nitric oxide and perocynitrite donors：potential role fornitrosylation(一氧化氮和过氧化亚硝酸盐供体的cGMP-非依赖性肌力作用：亚硝基化作用的潜作用)”，Am.J.Physiol.，279：H1982-H1988(2000)。流动保持恒定(约9mL/分钟/g湿重)以达到典型的冠状动脉灌注压力85-90mm Hg。用与主动脉插管相连的50mL注射器，通过两个灌注泵(Terumo，Tokyo，Japan)之一使得流速保持恒定比例10％。通过开关控制药物的施用，该开关在只含有缓冲液的注射器和含有药物(提供的硝酰基化合物)的另一个泵的注射器之间转换，所述药物以10倍于心脏中的预期终浓度的浓度溶于介质中。左心室壁中的小孔使得心最小静脉(thebesian)能够流动排出，并且将聚氯乙烯气囊置于左心室中，并且使其与记录左心室压力(LVP)的电子压力计相连。心脏以280-300bpm进行电起博并且保持在控温容器中(37℃)。冠状动脉灌注压力(CPP)和冠脉血流分别用第二个电子压力计和电磁流速探针监测，两者均沿灌注线放置。左心室压力、冠脉血流和冠状动脉灌注压力应用TEAC R-71记录仪记录，以1000Hz数字化，并且用DataQ-Instruments/CODAS软件离线分析，采用该软件将收缩期LVP增加的最大流速值定量(dP/dtmax)。
将心脏用Krebs-Henseleit溶液灌注，所述溶液用95％O2和5％CO2充气并且由下列成分组成：17.7mM碳酸氢钠、127mM NaCl、5.1mMKCl、1.5mM CaCl2、1.26mM MgCl2、11mM D-葡萄糖，补充有5μg/mL利多卡因。
试验化合物。在应用前立即将硝酰基供体在缓冲液中稀释。
试验方案。将心脏稳定30分钟，并且记录基线参数。典型的是，在最初的10分钟内调整冠脉血流并且保持其恒定。稳定30分钟后，将心脏随机分配到治疗组之一，并且使其经历30分钟的全面、无流动(global，no-flow)局部缺血处理，随后进行30分钟再灌注(I/R)。在局部缺血阶段开始时停止心脏起博，并且再灌注30分钟后重新启动。
稳定后，将对照组中的心脏用缓冲液再灌注29分钟。将处理过的心脏暴露于硝酰基供体(例如，1μM终浓度约20分钟，随后用缓冲液洗涤10分钟)。
在所有的心脏中，在局部缺血发作时暂停起博，并且再灌注后重新启动3分钟。对于分离的心脏标本，在一段时间内可能变质(典型地在灌注2-2.5小时后)，再流动持续时间限定为30分钟以便于尽可能减轻结晶体灌注对心脏性能所产生的影响，它也与其它报道一致。
心室功能评价。根据文献报道，为了获得最大发展LVP，在稳定期间，将心室内气囊的大小调整为舒张期末LVP为10mm Hg：Paolocci，同上，及Hare等人，“Pertussis toxin-sensitive G proteins influence nitric oxidesynthase III activity and protein levels in rat hearts(百日咳毒素-敏感性G蛋白影响大鼠心脏中一氧化氮合酶III活性和蛋白水平)”，J.Clin.Invest.，101：1424-31(1998)。持续监测I/R方案诱发的发展LVP、dP/dtmax和舒张期末值的改变。在局部缺血期末和局部缺血病症前期之间的舒张期末LVP(EDLVP)之间的差异可以用作挛缩发展程度的指标。再灌注期间发展LVP和dP/dtmax的最大恢复与各个局部缺血前值进行比较。
心肌损伤的评价。酶的释放是严重心肌损伤的指标，所述损伤会发展为不可逆的细胞损伤。采用通过肺动脉插入右心室的导管吸取冠状动脉流出样品(2mL)。样品在局部缺血前采集，然后于再灌注3、6、10、20和30分钟后再采集。根据先前报道测定LDH释放：Bergmeyer & Bernt，“Methods of Enzymatic Analysis(酶分析方法)”，Verlag Chemie(1974)。数据以整个回流期间的累积值表示。
为了证实通过LDH释放测定的与心肌损伤相关的数据的相关性，在盲态下评价梗塞区域。在该过程的末期(30分钟再灌注后)，将各个心脏自灌注仪器上快速移除，并且将LV切割为2-3mm圆周薄片。根据下列文献所述的方法，在0.1％的硝基四氮唑蓝的磷酸盐缓冲液中，于37℃温育15分钟：Ma等人，“Opposite effects of nitric oxide and nitroxyl onpostischemic myocardial injury(一氧化氮和硝酰基对局部缺血后心肌损伤的相反作用)”，Proc.Natl.Acad.Sci.，96：14617-14622(1999)，将未染色的坏死组织自染色的活组织分离。将活组织和坏死组织的区域由不了解心脏来源的独立观察员仔细分离。然后测定坏死组织和非坏死组织的重量，坏死组织的质量以占总左心室质量的百分比表示。
数据可以采用统计学方法处理，例如ANOVA，随后通过Bonferroni校正用于post hoc t检验。
实施例7：应用人类临床试验测定本发明的组合治疗用于治疗、预防对硝酰基治疗响应的疾病或病症和/或延缓其发作和/或发展的能力。
如果需要，本文中所述的任何化合物均可以在人类中进行试验以测定化合物治疗、预防对硝酰基治疗响应的疾病或病症和/或延缓其发作和/或发展的能力。标准方法可以用于这些临床试验。在一个示例性方法中，在标准方案中，招募患有此类疾病或病症(例如充血性心力衰竭)的个体应用本发明化合物进行耐受性、药代动力学和药效学的I期研究。然后应用标准方案，进行II期、双盲随机对照试验以测定所述化合物的疗效。
尽管为了更好地理解本发明，前面通过说明和实施例对本发明进行了详细地描述，但是，对本领域技术人员而言显而易见的是，可以对其进行某些较小的改变和修改。因此，前述描述和实施例不应被理解为限制本发明的范围。
本文中公开的所有文献、出版物、专利和专利申请以其全部内容并入本文作为参考。